Peder Vejsig Pedersen, Director, M.Sc Cenergia Energy Consultants Herlev Hovedgade 195, 2730 Herlev, Denmark Tlf.: +45 44 66 00 99, mobile: +45 20 46 67 55, e mail: pvp@cenergia.dk, www.cenergia.dk.
Cenergia eksempler på solceller og lavenergibyggeri Valby Ny Skole med bygningsintegrerede solceller etableret i 2004 som led i Valby solcelleplan. Cenergia eksempler på solceller og lavenergibyggeri Rønnebækhave II i Næstved. Danmarks første passivhus bygget i 2005 med 0 energi varmeforsyning ved hjælp af varmepumpe og solceller.
Cenergia eksempler på solceller og lavenergibyggeri I Solar City Horsens EFP projektet blev der gennemført en kampagne for brug af solceller og lavenergiløsninger i Horsens. Et af resultaterne er det lille 0 energihus ECOlab fra 2008, der er etableret ved VIA UC. Cenergia eksempler på solceller og lavenergibyggeri
Nærværende indlæg vil tage udgangspunkt i arbejdet med EUDP projektet, og vil også give visioner for anvendelse af solceller og solvarme i forbindelse med nye projektinitiativer. Udgangspunkt for EUDP projektet. I relation til storskala renovering i Albertslund af beton boligbyggeri fra 1960 erne har det været Albertslunds Kommunes ambition, at satse på en standard svarende til nybyggeri som minimum, men samtidig var der et ønske om at opnå en endnu bedre standard f.eks. svarende til lavenergiklasse 2015. +D5
Udgangspunkt for EUDP projektet. I det EUDP støttede projekt, som har været i gang siden år 2008, var det målet at udvikle præfabrikerede energirenoveringsløsninger, som kunne sikre den bedre lavenergiklasse 2015 standard på et costeffektivt grundlag. Samtidigt var det ideen at bygge videre på erfaringer hos Kuben Management, Cenergia og VELUX i forbindelse med udviklingen af den CO2 neutrale tagbolig, SOLTAG (www.soltag.net), som stod færdig som 0 energibolig i 2005. SOLTAG Den CO2 neutrale præfabrikerede tagbolig fra 2005 (www.soltag.net) +D5 EUDP projektet. EUDP projektet er gennemført som et Public Private Partnership med følgende deltagere: Teknologisk Institut (projektleder) Cenergia Kuben Management Niras Bo Vest Albertslund Kommune Nordisk Energikommune 2012 VELUX Rockwool Danfoss +D5
Det første danske 0 energi renoveringsprojekt i Hyldespjældet i Albertslund fra 2009. Huset er udført af Enemærke & Petersen. Energiløsningen er udviklet i et samarbejde mellem Cenergia, Rubow Arkitekter og Moe & Brødsgaard. 0 energi renovering, Hyldespjældet, Albertslund Ideen var her at udnytte præfabrikerede konstruktions elementer sammen med et præfabrikeret installations modul, Solprismet. Projektet blev støttet af EUDP programmet, Landsbyggefondens innovationspulje og Albertslund Kommune.
Solprismet er et modulært system udviklet i et samarbejde med bl.a. VELUX og Danfoss. I Hyldespjældet indeholder det alle installationselementer: et jordvarmeanlæg (fra Danfoss), ventilation med varmegenvinding (fra EcoVent), et solvarmesystem inkl. en højisoleret varmtvandsbeholder (fra VELUX og solvarmebeholderen.dk) samt solceller (fra Racell) og VELUX vinduer med solafskærmning.
Solprismet blev i december 2009 løftet op på det flade tag af Høkerlængen 2 i Hyldespjældet i Albertslund. The first zero energy renovation project in Denmark I Hyldespjældet i Albertslund blev I 2012 belønnet med National Energy Globe Award Denmark
Energibalance i forsøgsbolig i Hyldespjældet. Energibalance for 0-energiløsning (Be06 beregning) 60 50 Varmeforbrug og solvarme Varmepumpe Elforbrug og solstrøm Energirammetal ekskl. solstrøm. 40 Solenergi Energirammetal kwh/m²,år 30 20 10 0-10 LE1 krav = 50% af BR08 51,4 Lavenergi klasse 1 (LE1) overskud Varmt brugsvand 9,82 (170 kwh) Ventilatorer og pumper 0-energi løsning Totalt Rumvarme forbrug varme Varmepumpe 4,3 26,19 28,81 El til varmepumpe 9,9 ( COP=2,9) Solvarme 7,2 Solcelle strøm 16,7 Samlet elforbrug 14,2 35,6 = 70% af LE1 (iflg. BR08: 14,2 x 2,5 = 35,6) -20-30 Her er vist et eksempel på decentralt ventilationssystem med varmegenvinding, som nu anvendes i Solprismet i Hyldespjældet i Albertslund.
Test hos Teknologisk Institut af den kompakte ventilationsenhed med varmegenvinding fra EcoVent / Øland viste en tør varme genvindingsgrad på over 85% Der blev i 2011 udført 6 rækkehuse i Albertslund Syd med forskellig energispare standard som en værdifuld afprøvning inden storskala renovering af 550 rækkehuse fra 2012 og 1000 gårdhavehuse fra 2014.
Arbejdet med Solprisme udviklingen i EUDP projektet har ført til et aftalt samarbejde mellem firmaerne VELUX og Danfoss vedr. salg af Solar Solution, hvori Solprismet indgår. Der er lavet en lille video om dette på: www.velux.com/solarsolution Forsiden af Solar Solution brochuren Foto fra installation i foråret 2012 af præfabrikerede Solprismer til 60 nybyggede boliger i Tranbjerg ved Aarhus. Den generelle indsats har i den forbindelse haft stor glæde af det opfølgende EUDP projekt Solprisme Task Force.
Prisoptimerede solcelletage i kombination med VELUX vinduer til privat bolig med fladt tag i Degnehusene i Røde Vejrmølle Parken udføres i 2012, som afslutning af EUDP projektet. Her er vist dels en lidt dyrere løsning hvor solcellerne flugter med VELUX vinduerne og dels den prisoptimerede model, som alligevel er en god helhedsløsning. Solcelletag i kombination med VELUX vinduer til skråt tag i forbindelse med enfamilieshus fra 1960 erne. Udføres i 2012 som led i afslutningen af EUDP projektet. Albertslund Kommune blev i 2011 udnævnt til Nordisk Energi Kommune 2012 på basis af indsatsen i EUDP projektet og en mangeårig generel indsats for energi og miljøforbedringer i Kommunen.
I forlængelse af arbejdet med EUDP projektet,, blev der i december 2011 præsenteret et indledende udkast til en solcelleplan for Albertslund Kommune. Omfang af boligenheder samt m² tagarealer for øvrige bygninger Mulige solcelle installationer i perioden 2012 2020 ifm. stor skala renovering samt tagrenovering Investerings udgift (mio. kr.) 1. Almene boliger 5000 boliger 15.000 kwp 270 2. Private Boliger 1500 boliger 4.500 kwp 81 3. Kommunale bygninger 20.000 m² 1000 kwp 18 4. Erhvervsbyggeri 10.000 m² 500 kwp 9 Samlet solcelleplan i alt 21.000 kwp 378 = 21 MWp = 0,75 kwp pr. indbygger = 168.000 m² solceller Omfanget af tage til kommunalt og erhvervsbyggeri vil kræve en nærmere analyse /28.000 = 6 m² solceller pr. indbygger Resultatet af den foreslåede solcelleplan vil være en årlig energibesparelse på: 21.000 kwp x 850 kwh/kwp = 17.850 MWh el som ved 1,7 kr./kwh har en værdi på 30,3 mio. kr., og som i forhold til det samlede elforbrug i Albertslund Kommune i 2010 på 144.000 MWh udgør 12,5 % af dette.
Ovenstående er baseret på en forventet pris for solcelleinstallationer på 15.000 21.000 kr. / kwp i perioden, svarende til en gennemsnitpris på 18.000 kr. /kwp (2.300 kr./m²), samt en gennemsnitlig installationsstørrelse på 3 kwp (24 m²) pr. bolig og en 40 % udnyttelse af tilgængelige tage på kommunale og erhvervsbygninger. (pr juni 2012 er priserne allerede i den lave ende af det her nævnte ) Gennemføres planen som vist vil det som sagt omfatte 21 MWp solceller svarende til 168.000 m² eller 6 m² solceller pr. indbygger, som vil give en årlig besparelse på elforbruget på 17.850 MWh. Dette svarer som nævnt til 12,5 % af det årlige elforbrug i Albertslund Kommune.
Udfordringer i forbindelse med mulig solcelleplan for Albertslund Kommune. Der kan fremmes brug af solceller under reglerne for fællesanlæg i relation til Planloven, ud fra behov for lokal vedvarende energiforsyning. Der bør arbejdes med nye finansieringsmodeller inkl. anvendelse af kommunegaranterede lån til almene boliger. Varmeværket kan indgå som central aktør. Men netto afregning kræver i dag at det er ejeren, der har elforbruget. Forslag til Solprisme løsning til skrå tage fra VELUX.
Solceller, som i Tyskland allerede nu dækker 3% af elforbruget og som har skabt grundlaget for 220.000 nye arbejdspladser, har i løbet af de sidste år fået forbedret økonomien ganske betydeligt. Her ses betydningen af solcellestrøm i Tyskland på en junidag i 2011. Peak elbehovet midt på dagen dækkes af solen
I den sammenhæng er det interessant at notere sig, at hvor man i Tyskland siden år 2001 har anvendt markedsøkonomiske feed in tariffs for at fremme solcelle salget, så er niveauet for disse i dag lavere end den typiske danske elpris for private el forbrugere. Og alligevel forventes markedet i Tyskland at boome bl.a. pga. gode finansieringsordninger og stærke organisationer, som har stor ekspertise på området. Her er vist hvordan solcellestrøm kan erstatte en stor del af A kraft kapaciteten i Tyskland i år 2030.
Den mest velfungerende ordning til at fremme brugen af solceller i Danmark er nettoafregningsordningen for solstrøm, hvor man kan bruge elnettet til at lagre overskydende solstrøm ( f.eks. om sommeren ) og senere kan trække solstrømmen tilbage, når der er brug for den via det almindelige elforbrug. Solenergi er den største energiressource i verden. Nettoafregningsordningen kan bruges i ikke erhvervsmæssige bygninger, altså bygninger uden skattemæssig aktivitet som f.eks. boliger og offentlige bygninger. Der er dog en række restriktive krav for anvendelse af nettoafregning af solstrøm. F.eks. at solcelleanlægget skal være placeret på forbrugsstedet og at det skal være ejet 100 % af elforbrugeren. Endelig må der max. anvendes 6 kwp solceller (48 60 m²) pr. bolig eller for offentlige bygninger pr. 100 m². De restriktive regler for nettoafregning af solstrøm betyder at det kan være svært for kommuner at lave mere kreative arrangementer, som anvendelse af leasing modeller eller samarbejde med solcellelaug.
Forventet udvikling for solcelleøkonomi i Danmark.
Der arbejdes også med at kombinere solceller og grønne tage (bl.a. i ForskVE projektet PV Boost) Målinger viser at grønne tage kan virke afkølende på solcellerne og dermed hjælpe med at øge solcelleydelsen
Eksempler på solcelle aktiviteter i Cenergia. Lavenergiklasse 1 skole etableres i 2012 i Haslev med solceller og grønne tage med støtte fra PV Boost projektet. Eksempel på økonomi for et større solcelleprojekt pr. juni 2012: For et 190 kwp solcelleanlæg (1.400 1.500 m²) ser økonomien ud som følger 190 kwp solceller til 15.000 kr./kwp= 2.850.000 kr. Der kan ved orientering mod syd påregnes en årlig produceret mængde solstrøm for de 190 kwp som ifølge Be10 er 166.516 kwh/år. Ved en elpris på 1,6 kr./kwh ex. moms opnås så en besparelse på 166.516 kwh x 1,6 kr. = 266.426 kr. der fører til 10,7 års tilbagebetalingstid Kapitaludgift v. 6 % rente udgør v. 2,85 mio. kr. investering inkl. projektering: PSO afgift af elpris 1 % af elprisen: 171.000 kr. 2.664 kr. Overskud 1. år er 92.762 kr. og dette overskud vil stige år for år.
Ved rentabilitets beregninger er det vigtigt at være opmærksom på at solceller har en meget lang levetid på 35 40 år, og at der normalt kan opnås garanterede ydelser for solceller panelerne på 25 år. Flere studier har på basis af forventninger til en meget kortere levetid for solceller påvist at økonomien er dårlig, men pga. en halvering af solcelleprisen indenfor de sidste få år kan der nu i bedste fald opnås tilbage betalings tider på 10 12 år. Så solceller er lidt i samme situation som vindmøller var i for 20 år siden og ligesom ved udbredelsen af fjernvarmen har Danske kommuner mulighed for at støtte et nyt industri eventyr med udbredelsen af bygnings indpassede solceller. I andelsforeningen Søpassagen i København har man på en arkitektonisk flot måde etableret 45 kwp (ca. 350 m²) solceller til 90 lejligheder, som dækker mere end det fælles drift elforbrug.
Derfor har alle beboere skrevet under på at indgå i et fælles elkøb, som er kombineret med etablering af bimålere for elforbrug i hver lejlighed. Herved spares 800 900 kr. pr. år pr. lejlighed i målerafgift, samtidig med at man bliver storforbruger og yderligere sparer 10 15 % af den normale eludgift. Herfra trækkes solstrømmen yderligere, så der i alt opnås en betydelig besparelse for den enkelte beboer. Det kan overvejes at anvende en såkaldt Solenergi kraftvarme løsning i forbindelse med boligrenoveringsprojekter. Ideen er at sikre en lokal fremstilling af både solstrøm og solvarme i et 1:1 forhold, på samme måde som kraftvarme fra Avedøreværket fremstilles. I et nyt EUDP projekt om Solenergitage til Active House energirenovering skal der bl.a. arbejdes med dette koncept.
Det er opfattelsen at solenergiløsninger som producerer solvarme direkte ud til fjernvarmenettet og solstrøm til elnettet via nettoafregning, kan være en optimal måde at komme fra lavenergiklasse 2015 og videre til fremtidens 0 energi byggeri, som ifølge EU skal introduceres i alt nyt offentligt byggeri fra år 2018 og alt nyt byggeri fra år 2020. Samtidigt passer det fint ind i det eksisterende kraftvarmebaserede fjernvarmesystem, hvis forholdet mellem elproduktion og varmeproduktion ligger i forholdet 1:1 svarende til, hvad der f.eks. produceres på Avedøreværket. Hermed vil der ikke være modstand mod en sådan balanceret solenergi kraftvarmeløsning fra fjernvarmesiden. Solenergi kraftvarme via fjernvarmesystemet, med et ligeligt bidrag af solvarme og solstrøm på et givet tidspunkt, betyder at man kan nedregulere den samlede kraftvarmeproduktion, når der er sol, og løsningen er ikke kun velegnet i forbindelse med nybyggeri, men, hvad der besparelsesmæssigt er mere interessant, den har også store perspektiver i forbindelse med energirenovering. Tegning af Solenergitag i øst/vestvendt boligblok.
Eksempel på solvarme og solceller i et fjernvarmeområde i Salzburg (EU Concerto, Green Solar Cities i København og Salzburg) Det overordnede formål med det EUDP støttede projekt er rettet mod udvikling, test og demonstration af Solenergitage, der både indeholder elproducerende solceller samt solfangere, der leverer solvarme direkte ind på fjernvarmenettet. Og samtidig skal der være fokus på, hvordan man opnår den bedste integration af de tre vigtige elementer: solenergitage, energirenovering og fjernvarme, og optimerer dette i en samlet Active House energibalance kvalitet svarende til en af klasserne A, B, C eller D.
Ved at tilknytte markedsføringen til Active House Alliance samarbejdet (www.activehouse.info) og følge de vedtagne specifikationer for Active House klasserne A, B, C og D, vil demonstrationsbyggerierne markedsføres som nogle af de første Active House projekter i verden og der vil blive formidlet vigtig information om de udviklede Solenergitag delteknologier. Active House Standarden er nærmere beskrevet på www.activehouse.info
Afslutningsvis kan det fremhæves, at der generelt er brug for et nyt paradigme for energirenovering som udnytter den optimale balance mellem energibesparelser, bidrag fra vedvarende energi / solenergi og brug af en optimeret energiforsyning. Active House Specifikationerne kan som sagt bruges til dette formål (www.activehouse.info) +D5 Forslag til et fremtidssikret energirenoveringskoncept. 1. Præfabrikerede facade og tagløsninger med høj isoleringsstandard inkl. en god lufttæthed og undgåelse af kuldebroer. 2. Decentrale højeffektive ventilationsløsninger med lavt elforbrug 3. Generel fokus på vandbesparelser i forlængelse af løbende indsats i Albertslund 4. Brug af costeffektive og arkitektonisk optimerede Solenergitage i kombination med en optimeret tagrenovering 5. Løbende registrering af energiforbrug samt bidrag fra solenergiløsninger 6. Anvendelse af en optimeret energiforsyning bl.a. brug af fjernvarme +D5
Udviklingen af Aktive Solenergitage passer godt sammen med EU s Smart Cities initiativ.