Mikrokraftvarme i Danmark

Belma Mehinagic Mikrokraftvarme i Danmark Driftsstrategier og økonomi Masterprojekt, august 2008

Belma Mehinagic Mikrokraftvarme i Danmark Driftsstrategier og økonomi Masterprojekt, august 2008

Mikrokraftvarme i Danmark, Driftsstrategier og økonomi Rapporten er udarbejdet af: Belma Mehinagic Vejleder(e): Esben Larsen Ørsted DTU Center for Elteknologi (CET) Danmarks Tekniske Universitet Elektrovej Bygning 325 2800 Kgs. Lyngby Denmark www.oersted.dtu.dk/cet Tel: (+45) 45 25 35 00 Fax: (+45) 45 88 61 11 E-mail: cet@oersted.dtu.dk Udgivelsesdato: 31.august2008 Klasse: 1 (offentlig) Udgave: 1. udgave Bemærkninger: Denne rapport er indleveret som led i opfyldelse af kravene for opnåelse af Master of Science in Engineering (MSc)på Danmarks Tekniske Universitet. Rapporten repræsenterer 35 ECTS point. Rettigheder: Belma Mehinagic, 2008 2

ABSTRACT Many studies of CHP- technology in Denmark have shown that there still is a big potential for installation of such units in isolated regions (without connection to the public district heat system).heat supply in those areas is today served by individually heating of the houses with oil burners. Electricity is bought from a local energy supply company. Here, micro combined heat and power production (CHP) gives a possibility for decentralized heat and electricity production, with better usage of energy. The aim of this project is to investigate how we can make CHP technology more economically feasible for owners of ordinary family houses in Denmark. Micro CHP unit from German SenerTec (DACHS) is used in all analyses of this project. In the first stages of this project there is a short introduction on Micro-CHP, technical specifications of DACHS unit and its installations principles. In the second part of this project I have made an investigation to find out which taxes should be paid when micro CHP plant is installed, are there any subsidies for electricity generated by combined heat and power plants (CHP), and which low requirements should be fulfilled. I have developed 6 operating strategies for CHP unit, and they have been analyzed. The analyses were carried out to identify the operations strategies that give the highest value for the electricity production from the CHP unit. I found out that the most feasible operating strategy is electricity based operation strategy (CHP unit is always operating when we have highest electricity demand in the house) together with possibility of el accumulation, where (V2G) car is used for the electricity storage. Selfsupply of electricity was in the range of 93 %. Simulation results of those strategies where used for economical evaluation of CHP unit. Those evaluations where compared with economical evaluations of oil burner. A comparison has shown that it is better to invest in oil burner then in a new micro CHP unit. That is because the price of micro CHP unit is higher than a price of oil burner, but also because of a heavy taxation system in Denmark. But if it was possible to change some of the settlement rules,like getting a support when buying micro CHP unit and getting a good prices for electricity (when selling), then micro CHP unit was be the most feasible technology the user could choose (compared with oil burner). In the end of this rapport I have seen on how I can regulate CHP unit s electricity production on the basis of price signal. If owner of such units should sell electricity on marked terms and still earn some money, the settlement rules should be changed. 3

4

RESUMÉ Flere undersøgelser i Danmark har vist, at der fortsat findes et stort potentiale for installation af mini/mikrokraftvarme uden for de kollektivt varme-forsynede områder i Danmark. Varmeforsyningen i de åbne land foregår i dag med et gas eller oliefyr. Strømmen købes hos det lokale elselskab. Mikrokraftvarmeteknologien giver her en mulighed for decentral el og varmeproduktion, med en bedre udnyttelse af energien sammenlignet med f.eks. et oliefyr. Projektets formål er at undersøge hvordan man kan fremme implementeringen af mikrokraftvarmeanlæg i Danmark og gør denne teknologi økonomisk attraktiv for forbrugerne f.eks. de steder hvor forbrugerne ikke har adgang til den kollektive varmeforsyning. Alle analyser i rapporten tag udgangspunkt i et mikrokraftvarmeanlæg fra den tyske producent SenerTec.(DACHS). I den første del af rapporten giver jeg en kort beskrivelse af mikrokraftvarmeteknologien, anlæggets(dachs) tekniske specifikationer samt installationsforhold. I den næste del af rapporten har jeg undersøgt de gældende lovmæssige samt afgiftsmæssige forhold ved driften af et mikrokraftvarmeanlæg, samt om det er muligt at få tilskud. Med udgangspunkt i de gældende afgiftsregler har jeg udviklet 6 driftsstrategier og undersøgt hvordan de påvirker driften af mikrokraftvarmeanlæg. De forskellige simulationer viste at økonomien af et mikrokraftvarmeanlæg var meget bedre hvis man styrede dets el-produktion efter elforbruget i husstanden, samt havde en el bil som husstande brugte som el-lager. Med denne form for styring kunne man dække ca. 93 % af husstandens elforbrug vha. anlægget. Simulationsresultaterne blev benyttet til at analysere de brugeøkonomiske forhold ved driften af anlægget. Brugerøkonomien af mikrokraftvarme blev sammenlignet med et oliefyr, hvor de viste sig at mikrokraftvarmeanlæg er dyrere i drift end et oliefyr ved de gældende afregningsregler. Hvis det var muligt at ændre afregningsreglerne således at man fik tilskud til køb af anlægget og en god pris ved salg af strøm til nettet vil mikrokraftvarmeteknologien være den bedste husstanden kan vælge.(sammenlignet med oliefyr). Til sidst kiggede jeg på hvordan man kunne styre driften af anlægget vha. et prissignal. De har dog vist sig at afregningsreglerne bør ændres hvis MKV- anlæg skal sælge strøm på markedsvilkår. 5

6

INDHOLDSFORTEGNELSE Abstract... 3 Resumé... 5 Liste over figurer... 11 Liste over tabeller... 15 1 Indledning... 23 1.1 Baggrund... 23 1.2 Problemformulering... 25 1.3 Metode, afgrænsning og forudsætninger... 26 1.4 Læsevejledning... 27 2 Mikrokraftvarmeanlæg... 29 2.1 Hvad er mikrokraftvarme?... 29 2.2 SenerTec DACHS HKA H anlæg... 30 2.3 Installationsforhold... 32 2.4 Diskussion... 35 3 Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme... 37 3.1 Lovmæssige krav til mikrokraftvarme... 37 3.2 Energi afgifter... 38 3.3 El pris ved køb fra nettet... 45 3.4 Diskussion... 49 4 Driftsstrategier... 51 4.1 Modellen... 51 4.2 Simulationer... 56 4.3 Ingen styring Strategi 1... 63 4.5 Diskussion af resultater... 79 4.6 Varme grænser Strategi 2... 83 4.7 Diskussion af resultater... 88 4.8 To huse (strategi 2)... 90 4.9 Tre huse (strategi 2)... 94 4.10 Diskussion af resultater... 97 4.11 El grænse Strategi 3... 98 7

Indholdsfortegnelse 4.12 Diskussion af resultater...109 4.13 To huse (Strategi 3)...110 4.14 Tre huse (Strategi 3)...113 4.15 Diskussion af resultater...116 4.16 El akkumulering og en el grænse Strategi 4...117 4.17 Diskussion...132 4.18 To huse (strategi 4)...133 4.19 Tre huse (strategi 4)...137 4.20 Diskussion...142 4.21 El grænser for hver måned Strategi 5...143 4.22 Diskussion af resultater...153 4.23 To huse Strategi 5...154 4.24 Tre huse Strategi 5...157 4.25 Diskussion...159 4.26 El grænser for hver måned med mulighed for el akkumulering Strategi 6...160 4.27 To husstande...163 4.28 Tre husstande...165 4.29 Samlet diskussion...167 5 BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme...171 5.1 Forudsætninger for beregninger...171 5.2 Økonomisk vurdering af mikrokraftvarme...172 5.3 Samlede årlige omkostninger...174 5.4 Økonomisk vurdering af et oliefyr...182 5.5 Sammenligning af mikrokraftvarme med oliefyr...185 5.6 Diskussion af resultater...187 6 Prissignal...189 6.1 Elmarkedet i Danmark...189 6.2 Elbas...190 6.3 Elpris variation på Spotmarkedet...192 6.4 Elprissignal...194 6.5 Diskussion...205 7 Perspektivering...207 8 Konklusion...209 Litteraturliste(Referencer)...213 A Microsoft Visual studio C#...215 Program klassen...215 Dachs klassen...216 Under klasser...228 8

Indholdsfortegnelse 9

LISTE OVER FIGURER Figur 2-1: Kobling af MKV anlæg til el net.... 33 Figur 3-1: Viser afgiftsregler for dieselanlæg der ikke er registreret efter elafgiftsloven.... 40 Figur 3-2: Viser afgiftsregler for dieselanlæg der er registreret efter elafgiftsloven... 41 Figur 3-3: Målekrav når anlægget er registreret efter elafgiftslov... 43 Figur 3-4: Målekrav når anlægget ikke er registreret efter elafgiftslov... 44 Figur 3-5: Viser prissammensætning af el i Danmark.... 45 Figur 3-6: El pris ved køb fra nettet ( d.01.05.2008)... 47 Figur 4-1: Elfobruget i husstanden i kwh per måned... 53 Figur 4-2: Varmeforbruget i husstanden i kwh per måned... 53 Figur 4-3: Døgnprofil for elforbruget på en lørdag i januar måned... 54 Figur 4-4: Døgnprofil for varmeforbruget på en lørdag i januar måned... 55 Figur 4-5:Klassediagram... 58 Figur 4-6: Viser tomt programvindue med variable som kan vælges.... 60 Figur 4-7: Viser det uddrag af resultater da kommer frem ved simuleringen af anlæggets drift (strategi 1).... 66 Figur 4-8: Viser antal start /stop af anlægget, hvordan indholdet i varmetanken varierer samt varmebehovet i husstanden på en hverdag i januar måned med en varmeakkumuleringstank på 14 kwh og start med en tom tank.... 69 Figur 4-9: Viser antal start /stop af anlægget, hvordan indholdet i varmetanken varierer samt varmebehovet i husstanden på en hverdag i april måned med en varmeakkumuleringstank på 14 kwh og start med en tom tank.... 71 Figur 4-10: Viser antal start /stop af anlægget, hvordan indholdet i varmetanken varierer samt varmebehovet i husstanden på en hverdag i juli måned med en varmeakkumuleringstank på 14 kwh og start med en tom tank.... 73 Figur 4-11: Viser el produktionen ved forskellige startbetingelser med en varmetank på 14 kwh... 79 11

Liste over figurer Figur 4-12: Viser hvor mange gange anlægget starter i løbet af året med de forskellige varmetanke (start med en tom tank).... 79 Figur 4-13: Viser driftstiden af anlægget i løbet af et år starter i løbet af året med de forskellige varmetanke (start med en tom tank)... 80 Figur 4-14:Viser elkøbet fra nettet samt husstandens elbehov og el dækning i janur,april og juli måned med en varmetank på 14 kwh... 81 Figur 4-15:Viser driftstiderne af anlægget med en varmetank på 14 kwh ved simuleringer af strategi 1 og strategi 2.... 88 Figur 4-16:Uddrag af simleringen med en varmetank på 23kWh nedre tømningsgrænse på 20 %, og øvre fyldningsgrænse på 98 % af tankens maksimele indhold... 92 Figur 4-17: Viser driftstiden af anlægget... 93 Figur 4-18:Viser hvordan indholdet i varmetanken varierer samt hvornår anlægget er i drift i januar måned med en varmetank på 232kWh og 3 husstande tilsluttet til anlægget.... 95 Figur 4-19:Viser hvordan indholdet i varmetanken varierer samt hvornår anlægget er i drift i januar måned med en varmetank på 232kWh og 3 husstande tilsluttet til anlægget... 96 Figur 4-20: Viser uddrag af de resultater der kommer frem ved simuleringen af anlæggets drift ved strategi 3 med en varmetank på 232 kwh, og en el grænse > 0,25 kwh.... 101 Figur 4-21:Viser el købet ved de forskellige el grænser med en varmetank på 70 kwh.... 105 Figur 4-22: Viser hvornår anlægget er i drift, husstandens el forbrug samt indholdet i varmetanken i løbet af en dag i januar måned med en varmetank på 14 kwh og en el grænse der er > 0,15 kwh/kvarter.... 107 Figur 4-23: Viser hvornår anlægget er i drift når el grænsen er > 0,75kWh/ kvarter med en varmetank på 70 kwh i løbet af januar måned.... 115 Figur 4-24: Viser hvornår anlægget er i drift når el grænsen er > 0,75kWh /kvarter med en varmetank på 70 kwh i løbet af en uge i juni måned.... 115 Figur 4-25: Flowchart strategi 4... 118 Figur 4-26: Viser hvornår anlægget er i drift,indholdet i el og varmetanken samt el forbrug i løbet af en uge i januar måned (varme tank 232kWh, el tank 5,3kWh, og elgrænse > 0,35kWh/kvarter)... 121 Figur 4-27: Viser hvornår anlægget er i drift, indholdet i el og varmetanken og el forbrug i løbet af 3 dage i maj måned ( kvartal 12098-12385) med en 12

Liste over figurer varmetank på 232kWh, en elgrænse >0,35 kwh/kvarter og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 124 Figur 4-28: Viser strøm købet i husstanden i løbet af året, husstandens el forbrug samt hvormeget af strømmen i husstanden bliver dækket ved hjlæp af anlæggets produktion. (varmetank 23 kwh, eltank 5,3kWh).... 128 Figur 4-29: viser el køb fra nettet i løbet af året (varmetank 14kWh, eltank 5,3kWh)... 129 Figur 4-30: Viser at el tanken også kan tømmes mens anlægget er i drift (Elforbrug > el produktion kvarter nr. 73 til 76)... 133 Figur 4-31:Viser husstandens el forbrug, indholdet i eltanken og el køb når eltankkapacitet er på 5,3 kwh... 139 Figur 4-32: Indholdet i eltanken og el køb når eltankkapacitet er på 10,6 kwh.... 140 Figur 4-33: Viser hvornå anlægget er i drift i løbet af 3 dage i juli måned, når man sænker el grænser i maj, juni, og august til >0,15 kwh / kvarter... 145 Figur 4-34: Viser hvornå anlægget er i drift i løbet af 3 dage i juli måned, med en el grænse som er ens for alle årets måneder og er > 0,25 kwh / kvarter... 146 Figur 4-35: Viser anlæggets driftstid i løbet af et år, med en to og 3 husstande tilsluttet til anlægget.... 167 Figur 4-36: Viser el købet i husstanden i løbet af et år, ved de forskellige driftsstrategier(varmetank 14 kwh og en husstand tilsluttet til anlægget).... 168 Figur 5-1: Viser de samlede årlige omkostninger ved forskellige driftsstrategier for MKV anlæg.... 181 Figur 5-2: Viser de samlede årlige omkostninger for MKV anlægget og oliekedlen... 185 Figur 6-1: Beregning af systemprisen for en driftstime ud fra de til Nordpool indkommende udbud og efterspørgsel... 190 Figur 6-2: Tidsinddeling af markedet for handel med el i forhold til en driftstime fra kl. 20-21... 191 Figur 6-3: Typisk spotpris variationer i Øst Danmark onsdag d.13 februar 2008.... 192 Figur 6-4: Viser hvordan elspotprisen varierer på en unormal dag d. 28.11.2005... 193 Figur 6-5: Elforbruget i husstanden på en hverdag i februar måned... 195 Figur 6-6: Varmeforbruget i husstanden på en hverdag i februar måned.... 196 Figur 6-7: Mulig el salg (uendeli stor varmetank onsdag d 13. Februar)... 198 Figur 6-8: Viser det man kan tjene hvis anlægget er i drift hele onsdagen.... 199 13

Liste over figurer Figur 6-9: Viser hvad de vil koste husstanden hvis den købte el fra nettet.... 200 Figur 6-10: Viser hvordan indholdet i varmetanken varierer ( start 25kWh varmetanksstørrelse 37kWh)... 202 Figur 6-11: Hvodan indholdet i varmetanken varierer hvis man starter med et indhold på 23,21 kwh... 203 Figur 6-12: Hvodan indholdet i varmetanken varierer hvis man starter med et indhold på 25 kwh.... 204 14

LISTE OVER TABELLER Tabel 2-1: Tekniske specifikationer for DACHS HKA H... 31 Tabel 4-1: Viser en række data vedrørende modelhus B... 52 Tabel 4-2: Vise el og varmeforbruget i husstand B per måned... 54 Tabel 4-3: Varmetankens beholdervolumen, dens energi indhold samt prisen... 56 Tabel 4-4: Viser de forskellige variable man kan vælge ved hver strategi.... 62 Tabel 4-5:Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 14 kwh... 67 Tabel 4-6:Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 23,2 kwh... 75 Tabel 4-7: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 70 kwh... 76 Tabel 4-8: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 232 kwh... 77 Tabel 4-9: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 14 kwh, nedre tømningsgrænse på 20 % og øvre fyldningsgrænse på 98 %... 84 Tabel 4-10: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 23 kwh, nedre tømningsgrænse på 20 % og øvre fyldningsgrænse på 98 %... 85 Tabel 4-11: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 70 kwh, nedre tømningsgrænse på 5 % (3,5 kwh) og øvre fyldningsgrænse på 80 %... 86 Tabel 4-12: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 232 kwh, nedre tømningsgrænse på 1,5 % (3,5 kwh) og øvre fyldningsgrænse på 80 %... 87 Tabel 4-13: Viser produktionen af anlægget, antal starter, el salg og el køb ved forskellige størrelse af varmetanke når der er tilsluttet to husstande med identisk el og varme forbrug.... 90 Tabel 4-14:Simulationer med forskellige varmetanke og 3 husstande tilsluttet til anlægget... 94 Tabel 4-15: Viser hvor mange gange forskellige el forbrugsværdier fremkommer i løbet af et år.... 100 Tabel 4-16: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varmetank på 232 kwh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på ca.3,5kwh.... 102 15

Liste over tabeller Tabel 4-17: Viser hvor mange gange forskellige el forbrugsværdier fremkommer i løbet af et år når anlægget ikke er i drift med en el grænse > 0,25... 103 Tabel 4-18: Viser hvor mange gange forskellige el forbrugsværdier fremkommer i løbet af et år når anlægget ikke er i drift med en el grænse > 0,15... 104 Tabel 4-19: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varmetank på 70kWh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på 3,5kWh... 104 Tabel 4-20: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23,2kWh, fyldningsgrænse på 98% og tømnings grænse på 20 %.... 105 Tabel 4-21: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 14kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 10 %.... 106 Tabel 4-22: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232Wh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 10 % med to husstande tilsluttet til anlægget.... 110 Tabel 4-23: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 70Wh fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 5 % med to husstande tilsluttet til anlægget.... 111 Tabel 4-24: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 23Wh fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 %, med to husstande tilsluttet til anlægget.... 112 Tabel 4-25: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 232kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 20 % med tre husstande tilsluttet til anlægget.... 113 Tabel 4-26: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 70kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 30 % med tre husstande tilsluttet til anlægget.... 114 Tabel 4-27: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232 kwh, fyldningsgrænse på 80 %, tømnings grænse på ca.3,5kwh og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 120 Tabel 4-28: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70 kwh, fyldningsgrænse på 80 %, tømnings grænse på ca.3,5kwh og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 126 16

Liste over tabeller Tabel 4-29: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23 kwh, fyldningsgrænse på98 %, tømnings grænse på 20% og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 127 Tabel 4-30: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 14 kwh, fyldningsgrænse på 98 %, tømnings grænse på 10% og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 129 Tabel 4-31: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, forskellige varmetanke, og en el akkumuleringstank på 10,6 kwh... 130 Tabel 4-32: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232Wh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 10 % med to husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 134 Tabel 4-33: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70Wh fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 5 % med to husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh... 135 Tabel 4-34: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23Wh fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 % med to husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh... 136 Tabel 4-35:Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 20 % med tre husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh... 137 Tabel 4-36: Viser simulationen af anlæggets drift ved el grænsen større end 0,3kWh/kvarter, en varme tank på 232kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 20 % med to husstande tilsluttet til anlægget og forskellige el akkumuleringstanke.... 138 Tabel 4-37:Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 30 % med tre husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh... 141 Tabel 4-38: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige måneds el grænser, en varme tank på 232 kwh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på 1,5 % med en husstand tilsluttet til anlægget.... 144 Tabel 4-39: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 0,25... 147 17

Liste over tabeller Tabel 4-40: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 0,5... 147 Tabel 4-41: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige måneds el grænser, en varme tank på 70 kwh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på 5 % med en husstand tilsluttet til anlægget.... 148 Tabel 4-42: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige måneds el grænser, en varme tank på 23kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 20 % med en husstand tilsluttet til anlægget.... 149 Tabel 4-43: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige måneds el grænser, en varme tank på 14kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 10 % og en husstand tilsluttet til anlægget.... 152 Tabel 4-44: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23,2 kwh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 % med to husstande tilsluttet til anlægget... 155 Tabel 4-45: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en... 156 Tabel 4-46: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 1 kwh/kvarter. El købet i denne periode er på 4,98 kwh.... 156 Tabel 4-47: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70 kwh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 30 % med tre husstande tilsluttet til anlægget... 158 Tabel 4-48: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige el grænser, en varme tank på 14 kwh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 % med en husstand tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh.... 161 Tabel 4-49: Simulationen med en varmetank på 23 kwh... 163 Tabel 4-50: Simulationer med en varmetank på 70 kwh... 165 Tabel 5-1: Anlæggets produktion per time samt den indfyrede effekt... 172 Tabel 5-2: Anlægsinvestering for DACHS anlæg... 174 Tabel 5-3: Viser driftsresultaterne af mikrokraftvarmeanlæg når anlægget kører uden nogen form for styring... 175 Tabel 5-4: Viser de samlede årlige indtægter og omkostninger husstanden har ved driften af mikrokraftvarme, når MKV anlæg er i drift uden nogen form for styring (varmetank 14 kwh).... 176 Tabel 5-5: Viser driftsresultaterne af mikrokraftvarmeanlæg når anlægget er el-styret og man har mulighed for at gemme strøm i en kortere periode.... 177 Tabel 5-6: Viser de samlede årlige indtægter og omkostninger husstanden har ved driften af mikrokraftvarme, når MKV anlæggets drift er el-styret og 18

Liste over tabeller man har mulighed for at gemme en time af anlæggets el-produktion (varmetank 14 kwh)... 178 Tabel 5-7: Viser driftsresultaterne af mikrokraftvarmeanlæg når anlægget er el-styret og man har mulighed for at gemme strøm i en kortere periode med 3 forbrugere tilsluttet til anlægget.... 179 Tabel 5-8: Viser de samlede årlige indtægter og omkostninger de 3 husstande har ved driften af mikrokraftvarme, når MKV anlæg el-styret og der er mulighed for at gemme el-produktionen af anlægget i en kortere periode.... 180 Tabel 5-9: Oliekedlens tekniske specifikationer... 182 Tabel 5-10: Viser de samlede omkostninger husstanden har, når varme skal produceres ved hjælp af et oliefyr og strømmen skal købes fra el-nettet.... 184 Tabel 5-11: Viser de samlede omkostninger husstanden vil have hvis man fik tilskud til køb af anlægget og kunne sælge strøm til en fast pris på 40 øre... 186 Tabel 5-12:Samlede årlige omkostninger for MKV og oliekedel... 186 Tabel 6-1: El og varmeforbruget i husstanden samt el spotpris (onsdag d.13.02.2008)... 196 Tabel 6-2: Variation i el spotprisen samt MKV anlæggets el produktion, husstandens el forbrug, mulig el salg og indtjening ved el salget i løbet af onsdag d. 13.02.2008... 197 19

21

1 INDLEDNING Den danske energisektor skal i fremtiden udvikles i en bæredygtig retning hvor ressourceanvendelsen skal være effektiv, og i højere grad basere sig på fornyelige energikilder. I praksis vil det betyde, at energisystemet skal udvikles således at miljøbelastningen fra el - og varmeproduktionen reduceres væsentlig. 1.1 Baggrund Danmark er et af de lande der har et væsentligt bruttoenergiforbrug i husholdningerne. En stor del af dette forbrug går til opvarmning af boliger. En vision om bygninger stort set uden energitab er derfor et scenario, der rummer store samfundsøkonomiske, miljømæssige og energipolitiske perspektiver. Forbruget af energi mindskes, herved opnås både færre miljøproblemer bl.a. i form af mindre CO 2 -udslip og desuden mindskes behovet for udbygning med ny central produktionskapacitet. Hvis decentrale VE-teknologier, mikrokraftvarmeanlæg og brændselsceller samtidig kommer i spil, vil der ud fra et energisynspunkt være mulighed for på sigt at udfase centrale og ofte miljøtunge kraftværkblokke. I dag dækkes en stor del af det danske energiforbrug af fossile brændsler. Det indebærer på længere sigt væsentlige problemer, som man skal tage initiativ til at løse: Faldende pålidelighed i energiforsyningen, da de store forekomster af olie og naturgas er koncentreret i meget få og ofte ustabile regioner i verden. Tiltagende drivhuseffekt, der har store miljømæssige og økonomiske omkostninger og som truer udviklingsmulighederne i store dele af verden. Danmark har et solidt udgangspunkt for at håndtere disse problemer, da man i Danmark har stor erfaring med at udvikle nye og effektive energiteknologier, og tage dem i anvendelse. Nye teknologier som f.eks. mikrokraftvarme og brændselsceller kan blive en af det nye energiteknologier, der kan bidrage til en bæredygtig energiforsyning i fremtiden. 23

Indledning Tidligere undersøgelser i Danmark har vist at der i det åbne land samt i naturgas området er et potentiale for mini/mirfokraftvarmeanlæg med en elektrisk effekt på op til ca. 2000MW 1, dvs. at der kunne installeres MKV anlæg med en elektrisk effekt op til 20000MW, for kunne dække det nødvendige varmeforbrug disse steder. Hovedparten af dette potentiale er beliggende i stort antal stuehuse, parcelhuse, landbrug, mindre institutioner mm. Kun huse, der har helårsstatus, samt huse med centralvarmeanlæg, er medtaget i ovennævnte potentiale. Områderne har i alt ca. 660.000 sådanne huse. Installationen af 1000MW elektrisk effekt vil årligt spare ca. 1mio. ton CO 2.[1] Det åbne land er defineret som alle de områder i Danmark, der ikke har eller ikke er planlagt til kollektiv varmeforsyning med fjernvarme eller naturgas. Husstandene udenfor den kollektive varmeforsyning opvarmes typisk med gas eller oliefyr. Elektriciteten købes hos den lokale el selskab. I et land med høje energi priser som i Danmark, vil det kunne betale sig at producerer sin egen strøm. Det kan man gøre hvis man installere et mikrokraftvarmeanlæg. Med et sådant anlæg, er det muligt for husstandene at producere både el og varme og blive helt eller delvist selvforsynende. Dette giver en bedre udnyttelse af energien i forhold til en gas/ olie fyr. Der er også andre fordele ved mikrokraftvarme som f.eks. en delvis uafhængighed af elektricitetsnettet, således at husstanden undgår at være uden strøm under eventuelle strømafbrydelser på det centrale elektricitetsnet. Tidligere projekter omhandlende mikrokraftvarme har ofte koncentreret sig om økonomiske forhold ved de gældende tariffer og har derved fundet, at mikrokraftvarme ikke er særlig rentabelt. Derfor vil jeg i dette projekt koncentrere mig om, at finde ud af hvordan en ændring af de gældende love samt afregningsprincipper vil påvirke den økonomiske rentabilitet af mikrokraftvarme, dvs. hvad der skal til for at fremme implementering af mikrokraftvarme i Danmark. 1 Mini-og mikrokraftvarme, teknologi, potentiale og barrierer 24

Indledning 1.2 Problemformulering Mikrokraftvarme(MKV) er en ny produktionsteknologi baseret på samproduktion af el og varme med enheder i størrelser fra nogle få kw og op til 20-25 kw. Teknologien har et stort potentiale for udbredelse i energisystemet idet fleksibiliteten, størrelsen, prisen og en række andre ting skaber nogle fordele, som relativ lav effektpris, høj virkningsgrad, produktion af el og varme uden tab, CO 2 besparelse osv. Selv om MKV teknologien har et stort potentiale har tidligere studier af teknologien vist, at MKV teknologien ikke er særlig rentabelt. Derfor er det projektets formål at undersøge hvad der skal til for at fremme MKV teknologiens indpasning i den Danske el-system. Dette formål leder frem til en problemformulering med hovedspørgsmålet: Hvad skal de teknisk-økonomiske rammer samt lovgivninger være for at gøre mikrokraftvararmeteknologien mere økonomisk attraktiv for forbrugerne og dermed fremme en indpasning af MKV enheder i el- og varmeforsyningssystemet i Danmark? Hovedspørgsmål uddybes i følgende tre underspørgsmål: Hvordan er lovmæssige og afgiftsmæssige forhold ved drift af MKV anlæg i dag? Hvordan kan man ved hjælp af nogle simple styringsstrategier som baseres på lovmæssige og afgiftsændringer påvirke rentabiliteten af MKV anlæg? Hvordan kan man planlæge driften af et mikrokraftvarmeanlæg ud fra et prissignal? 25

Indledning 1.3 Metode, afgrænsning og forudsætninger Problemformuleringen besvares ved at tage udgangspunkt i et mikrokraftvarmeanlæg som findes på DTU. Det er et dieselanlæg af typen DACHS-HKA H og er konstrueret af det tyske firma SenerTec. Beskrivelsen af anlægget findes i opgavens afsnit 2.2. Selve anlægget giver dog nogle begrænsninger med hensyn til besvarelsen af problemformuleringen, da mikrokraftvarmeanlæg findes med vidt forskellige specifikationer og forskellige produktionskapaciteter. Men i princippet vil de resultater der komme frem i denne rapport kunne overføres til hvilket som helst mikrokraftvarmeanlæg. Projektet omhandler flere emner b. la. forskellige scenarier ved drift af et mikrokraftvarmeanlæg under forskellige forhold, hos en eller flere forbrugere. Projektet sætter kun fokus på, hvordan man kan forbedre rentabiliteten af mikrokraftvarmeanlæg, set udelukkende fra forbrugerens side. Da mikrokraftvarme er en individuel energiforsyningsteknologi, vil der være afgørende for teknologiens fremtidige udvikling at forbrugerne har incitament til at etablere den. Projektet er opdelt i flere dele: Den første del af projektet (kapitel 2) beskriver mikrokraftvarmeteknologien, og det anlæg der findes på DTU. I kapitel 3 kortlægges og beskrives de forskellige rammebetingelser som er gældende ved drift af mikrokraftvarmeanlæg herunder de lovmæssige og afgiftsmæssige forhold. I kapitel 4 benyttes de tidligere opnåede resultater og undersøgelser (lovmæssige og afgiftsmæssig forhold) til at opstille nogle strategier der er baseret på et virkeligt forbrugsmønster, og har til formål at forbedre energiøkonomien af mikrokraftvarmeanlæggets drift. Til de forskellige simulationer benyttes el- og varmeprofil der stammer fra en virkelig ejendom. Simulationerne bliver udført i Microsoft Visual Studio 2005 med c# programmeringssprog. De forskellige simulationer bliver udført over et år, og der ses bort fra alle de tab der kan forekomme som f.eks. varmetabet i akkumuleringstanken, varmetabet til omgivelserne mm. Der ses også bort fra at anlægget har en opstartstid inden det producerer mærkeeffekten. I kapitel 5 benyttes de opnåede simuleringsresultater til at analysere brugerøkonomiske forhold ved driften af mikrokraftvarmeanlæg. 26

Indledning I den sidste kapitel kigges der på hvordan man kan styre driften af et mikrokraftvarmeanlæg ved hjælp af et prissignal og tjene mest muligt, men samtidig dække husstandens varmebehov døgn rundt. 1.4 Læsevejledning I denne rapport er fodnote nummer det samme som litteraturliste nummer, dvs. fodnote nr. 1 svarer til litteraturliste nummer 1, fodnote nr.2 svarer til litteraturliste nr. 2 osv. I løbet af projektet blev der indsamlet en del data som kun findes som pdf. filer. Disse filer er vedlagt som elektroniske bilag på en CD. Alle de elektroniske bilag er vedlagt i en mappe med navnet elektroniske bilag. Hvert bilag ligger i en separat mappe, hvor mappe nummer svarer til bilagsnummer. F.eks. ligger elektronisk bilag nr. 1 i mappen med navnet elektronisk bilag 1. Ligeledes er den programkode som er udviklet til simuleringer af forskellige driftsstrategier også vedlagt på CD`en. 27

2 MIKROKRAFTVARMEANLÆG I dette kapitel gives der en kort beskrivelse af MKV- teknologien samt mikrokraftvarmeanlægget som findes på DTU. Desuden gives der en kort beskrivelse af installationsforhold ved driften af DACHS- anlægget. 2.1 Hvad er mikrokraftvarme? Mikrokraftvarme (MKV) er en produktionsteknologi som er baseret på samproduktion af el og varme med enheder i størrelser fra nogle få kw og op til 20-25 kw. Et sådan el og varmebehov findes typisk i husholdninger bestående af enfamiliehus, flerfamiliehus, mindre institutioner såsom skoler, plejehjem, kontorer, etc. Mikrokraftvarmeanlæg der findes på markedet i dag har vidt forskellige tekniske specifikationer, og findes som ikke modulerende og modulerende anlæg i ydelse. Produktionen af anlæg som er modulerende i ydelse kan op og nedreguleres, dvs. man kan f.eks. kører på fuldlast i en periode og derefter sætte både el og varmeproduktionen ned og kører på dellast. Et ikke moduleret anlæg kan kun køre on / off. Produktionen for de anlæg som er de ikke modulerende, stiller stort krav til forbrugerens el- og varmeprofil, hvis de skal fungere som selvstændige enheder uden en varme akkumuleringstank med en væsentlig kapacitet til lagring af varmt vand. For at øge rentabilitet af sådant et anlæg skal kørselstiden være høj. Desuden skal anlæggets varmeproduktion være tilstrækkelig stor til at dække varmebehovet året rundt. Flere af de undersøgelser som er udført i Danmark viser, at der findes stort potentiale for mini/mikrokraftvarme i det åbne land, i et stort antal husstande samt i mindre industrielle virksomheder med olie eller gas som nuværende opvarmning. Installationen af mikrokraftvarme i disse områder kombineret med anvendelse af miljøvenlige brændsler vil kunne bidrage til nedsættelse af den samlede emission af CO 2 i Danmark, samt øge kraftvarmeproduktion herunder også kraftvarmeproduktion i det åbne land. 29

Mikrokraftvarmeanlæg Anvendelse af mikrokraftvarmanlæg har en række fordele. Af fordele kan der nævnes: Der kan spares på lokal elnet udbygning, da el produktionen foregår samme sted hvor den forbruges (små udbygninger af mikrokraftvarme) Der kan opnås en CO 2 besparelse. Enhederne kan fungere som nødstrømsanlæg f.eks. ved strømudfald (dog kun typer med synkronmaskiner) produktion af el og varme uden tab Relativ lav effekt pris 2.2 SenerTec DACHS HKA H anlæg DACHS en er konstrueret af tyske SenerTech 2 og er af typen HKA H. Anlægget bestå af en éncylindret Otto dieselmotor der er direkte koblet på generatoren. Ved at koble kølingen af generator og motor på tilslutningsejendommens varmesystem udnyttes overskudsvarmen fra el-produktionen til opvarmning i ejendommen. Brændstoffet til dieselmotoren er gasolie, men anlægget kan også fås i udgaver der benytter naturgas eller LPG som brændstof. Anlæggets fysiske dimensioner er 1x0,7x1m (H x B x D) og har ifølge producenten SenerTec en termisk ydeevne på 10,5 kw og en elektrisk ydeevne på 5,3kW. Anlægget er ikke modulerende i ydelse og dens produktion kan derfor kun styres ved tænd / sluk knap. De tekniske specifikationer af mikrokraftvarmeanlægget kan ses i tabel 2.1. 2 SenerTec-Kraft Wärme Energiesysteme Carl Zeiß Strasse 18, 97424 Schweinfurt (elektronisk bilag nr.1) 30

Mikrokraftvarmeanlæg Tabel 2-1: Tekniske specifikationer for DACHS HKA H SenerTec DACHS HKA H olie Output el [kw] 5,3 Output varme [kw] 10,5 Input fuel [kw] 17,9 Elvirkningsgrad [%] 30 Varmvirkningsgrad [%] 59 Total virkningsgrad [%] 89 31

Mikrokraftvarmeanlæg 2.3 Installationsforhold Udgifterne til installationen af anlægget betales af husstanden hvor anlægget skal installeres og installationen skal udføres af autoriserede installatører. Der anbefales at de eksisterende installationer gennemgås for fejl før mikrokraftvarmeanlægget installeres, da erfaringer fra tidligere projekter har vist at lang de fleste fejl skydes udefra kommende omstændigheder 3 som f.eks. urenheder. Urenheder fra det eksisterende varmesystem kan give tilstopning i mikrokraftvarmeanlæg. Derfor anbefales der at man installerer en snavssamler umiddelbart inden MKV anlægget. Der anbefales også at rense snavssamleren efter de første 1-2 ugers drift eftersom alle urenheder i det eksisterende varmesystem der har kørt uden en snavssamler i en længere periode, hurtig vil forårsage tilstopning af samleren. Derefter kan samleren afhængig af urenheder i vandet renses ved hvert eftersyn af anlægget. 2.3.1 Varme tilslutning DACHS `en tilsluttes det eksisterende varmesystem enten som enkeltstående enhed eller sammen med en olie/gaskedel. Samtidigt er det muligt at installerer en akkumuleringstank i systemet således at overproduktion af varme kan gemmes i en kortere periode. Den maksimale fremløbstemperatur er på 83 C og den maksimale retur temperatur er på 70 C da generatoren ved højere temperaturer ikke bliver tilstrækkelig kølet.[2] 2.3.2 Varmelagring En varmeakkumuleringstank tilsluttet til MKV- anlægget giver større driftsfleksibilitet og mulighed for at gemme varmen til senere brug. I kapitel 4 er det muligt at læse mere detaljeret om hvordan man beregner størrelsen af akkumuleringstanken og hvor meget de forskellige varmeakkumuleringstanke koster. 3 NESA pilotinstallation af mikrokraftvarme 32

Mikrokraftvarmeanlæg 2.3.3 Elinstallation MKV anlægget leverer el til husstanden jf. figur 2-1. Eget elforbrug El net Generator M1 Produktions måler M2 Dobbeltrettet måler MKV Egen installation Figur 2-1: Kobling af MKV anlæg til el net 4. Som man kan se ud fra overstående figur er der ved mikrokraftvarmeanlægget etableret en produktionsmåler som har til formål at registrere anlæggets produktion af strøm. Hvis elforbruget i husstanden er større end det anlægget kan producere købes der el fra nettet, og købet bliver registreret af dobbelt måleren. Når der produceres mere el end der forbruges sælger man el til nettet, og dette salg bliver også registreret af dobbeltmåleren. For MKV anlæg hvor der fortages salg af el til nettet er der af hensyn til afregning påkrævet at installere en dobbeltrettet elmåler, således at man har mulighed for at registrere køb og salg til og fra nettet. Målerne aflæses og afregnes via abonnementet med distributionsselskabet. Der anbefales også at man installerer en dobbeltrettet måler ved MKV anlægget så man kan registrere den producerende mængde af el samt elforbruget til opstart af anlægget eftersom denne er afgiftsfritaget.[4] 4 Elsam afprøvning af Mikrokraftvarmeanlæg (elektronisk bilag nr. 2 ) 33

Mikrokraftvarmeanlæg 2.3.4 Brændselstilslutning Der anbefales at man etablerer en ny olie tank selv om husstanden har en der er anvendt tidligere, fordi NESA har i tidligere projekter observeret tilstopning af dieseloliefilteret ved anvendelse af den eksisterende olietank.[3] 2.3.5 Styreboks DACHS anlæg leveres med en intelligent mikrokontroller, som overvåger og styrer anlægget. Styreboksen har en del prædefinerende kørselsstrategier således at man f.eks. har mulighed for at styre anlægget efter el eller varmebehovet, med der er også mulighed for aflæsning af f.eks. driftstimer, el og varmeydelse, ind- og afgangstemperatur af kølevand etc. Via en PC og tilhørende programmer er det desuden muligt at overføre data fra anlægget til PC via den serielle port.[2] Den intelligente styring vil ikke blive benyttet i dette projekt. 34

Mikrokraftvarmeanlæg 2.4 Diskussion Mikrokraftvarme er produktionsteknologi baseret på samproduktion af el og varme. MKV- anlæg findes med vidt forskellige tekniske specifikationer, hvad angår deres produktionskapacitet /fleksibilitet. Den produktionsmæssige fleksibilitet kommer særlig til udtryk, hvis anlægget er modulerende i ydelse, da man kan op og nedregulerer anlæggets produktion. DACHS- anlægget som danner grundlag for besvarelse af projektet er ikke modulerende i ydelse og derfor stiller krav til forbrugerens el og varmeprofil, hvis anlægget skal kunne fungere selvstændigt uden et buffersystem med en væsentlig kapacitet til lagring af varmtvand. Da DACHS en og de installationsmæssige forhold giver rammer for besvarelsen af opgaven blev disse forhold også beskrevet. Jeg har altså fundet ud af hvordan anlægget skal installeres og kobles til det eksisterende varmesystem samt hvordan elinstallationen skal være. 35

3 LOVMÆSSIGE OG AFGIFTSMÆSSIGEFORHOLD VED DRIFT AF MIKROKRAFTVARME Dette kapitel beskriver de lovmæssige og afgiftsmæssige forhold ved drift af MKV, samt de gældende priser ved køb og salg af strøm. Desuden beskrives de generelle økonomiske omkostninger som man har ved drift af et MKV- anlæg. 3.1 Lovmæssige krav til mikrokraftvarme El markedet i Danmark er reguleret af Elforsyningsloven 5 og varmemarkedet er reguleret af Varmeforsyningsloven. 6 Der findes en række andre love der gør sig gældende ved drift af MKV. Der kan nævnes: Bekendtgørelse af lov om afgift af elektricitet 7, Lov om kuldioxidafgift af visse energiprodukter 8 og Lov om ændring af forskellige miljø- og energiafgiftslove 9. 5 LBK nr.1115 af 08.11.2006 Elforsyningslov 6 LBK nr. 347 AF 17.05.2005 Bekendtgørelse af lov om varmeforsyning (Kaldet: Varmeforsyningslov) 7 LBK nr. 421, af 03.05.2006 Bekendtgørelse af lov om afgift af elektricitet (Kaldet: Elafgiftsloven ) 8 LBK nr. 889 af 17. august 2006 Lov om kuldioxidafgift af visse energiprodukter (Kaldet: CO 2 - afgiftsloven). 9 LBK nr. 1417 af 21.12.2005 lov om ændring af forskellige miljø- og energiafgiftslove 37

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme 3.2 Energi afgifter Ifølge elafgiftsloven kan mikrokraftvarme anlægs ejer vælge imellem to afregningsmodeller: 1. Model 1. Anlægget er ikke registreret efter el afgiftsloven og dermed undtaget for elafgiften jvf. lov om afgift af elektricitet 2. stk. 2. 2. Model 2. Anlægget er registreret efter el afgiftsloven, og dermed er omfattet af elafgift jvf. lov om afgift af elektricitet 2. stk. 2. Hvilke anlæg kan registreres efter elafgiftsloven? Der betales forskellige afgifter afhængig af om anlægget kan eller ikke kan registreres efter elafgiftsloven. Alle anlæg over 150 kw skal registreres. Anlæg mellem 50kW og 150kW kan registreres, hvis anlægget har en årlig produktion på over 50000 kwh. Anlæg mellem 0 og 150 kw kan registreres hvis anlægget er stationær og har en kontinuert produktion af el. Anlæggene under 150kW kan dog kun blive registreret hvis afgiften af den fremstillede elektricitet er helt eller delvist godtgørelsesberettiget dvs. det er kun muligt for fuldt eller delvist momspligtige virksomheder. 10 Fordelene ved at være registreret er at man delvist er fritaget for afgiften af afgiftspligtige brændsler som anvendes i anlægget og at afgiften på elektricitet nettoafregnes. Der findes en del anlægs ejere, som producerer el eller varme med henblik på at dække eget energiforbrug. En forbruger der i princippet er selvforsynende med el, skal stadig betale en PSO-tarif. Den sats anlægs ejerne betaler er dog lavere end for almindelige forbrugere. Dermed opstår begrebet "netto afregning. Det er afregning af differencen mellem den produktion et anlæg producerer, og ejerens forbrug. Ud fra den overstående beskrivelse af elafgiftsloven kan man se MKV anlæg der benyttes i projektet ikke opfylder alle krav for at blive registreret efter elafgiftsloven, da anlæggets el-produktion ikke vil være kontinuert, men afhængig af husstandens behov for elektricitet. 10 Deloitte - Energi afgifter nu og i fremtid (elektronisk bilag nr. 3) 38

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Der er dog kommet nogle afgiftslempelser og forenklinger af afgiftsreglerne for MKV. Folketinget har vedtaget en ny lov LBK nr. 1417, om ændring af forskellige miljø- og energiafgiftslove. Loven indebærer blandt andet en forenkling af mineralolieafgiftsloven og gasafgiftsloven for motordrevne mini/mikrokraftvarmeanlæg. Der betales lidt lavere afgifter af hele forbruget af olie til fremstilling af el og varme (de ikke registrerede anlæg). Før loven blev vedtaget betalte man afgift efter stasen for motorbrændstof af hele forbruget af olie til fremstilling af el og varme. Afgiftssatsen for dieselolie der anvendes som motor brandstof er på 2,83 DKK / l. dvs. lidt højere end det man betaler i dag. (1,85DKK/l). For de registrerede anlæg er reglerne dog uændrede. Overordnede afgiftsregler for el-produktionen Efter afgiftsreglerne skal der betales afgift af alt elforbrug, uanset om elektriciteten købes eller fremstilles af brugeren selv. Til gengæld er den del af brændsel der går til fremstilling af elektricitet fritaget for afgift. Elektricitet, der fremstilles på anlæg under 150 kw el-kapacitet, er fritaget for afgift. I stedet skal der betales afgift af hele brændselsforbruget. 39

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Model 1. Anlægget er ikke registreret efter elafgiftsloven Hvis anlægget ikke er registreret efter elafgiftsloven, betales der ikke el og CO 2 afgift af den producerede elektricitet og der gives ikke godtgørelse af afgiften af olie, der medgår til fremstilling af elektricitet. Der betales afgift efter den lavere fyringssats (satsen for andet gas og diesel olie) 11 af hele forbruget af olie/gas til fremstilling af elektricitet og varme. Der betales kuldioxid afgift af hele forbruget af olie. Ikke registrerede anlæg har ikke mulighed for at sælge strøm på markedsvilkår. Dieseldrevet mikrokraftvarmeanlæg Gældende afgifter: Olie afgift 189 øre/l CO 2 afgift 24,7 øre/l Elproduktion Anvendt privat Varmeproduktion Anvend privat til opvarmning /varmt vand Elproduktion er fritaget fra el og CO 2 afgift. Ingen refusion af afgifter Ingen refusion af energi og CO 2 afgift af olieforbrug medgået til el produktion. Figur 3-1: Viser afgiftsregler for dieselanlæg der ikke er registreret efter elafgiftsloven. 11 Mikrokraftvarme forenkling af afgiftsregler (elektronisk bilag nr. 4.) 40

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme DACHS anlægget kan ikke registreres efter elafgiftsloven, men jeg har også valgt at vise de regler der gælder når anlægget kan registreres efter elafgiftsloven. Det er for at vise, at disse regler også findes og at reglerne er forskellige. Model 2. Anlægget er registreret efter el afgiftsloven For de registrerede anlæg som er registreret efter elafgiftsloven 2. stk. 2. skal der ifølge ovenstående lov ikke betales afgift af den del af brændselsforbruget, der går til fremstilling af elektricitet, idet den producerede elektricitet omfattes af afgiftspligten efter elafgiftsloven og kuldioxidafgiftsloven. Virksomheden kan få afgiften godtgjort af olieforbruget til el-fremstilling, jf. mineralolieafgiftslovens 9, stk. 3. Det er derfor kun den del af energiforbruget, der kan henregnes til varmefremstilling, der skal betales afgift af. Der betales afgift efter den sats, der gælder for olie til fyringsformål.[12] Der skal dog betales CO 2 afgift af elektricitet. Der skal betales energiafgift af produceret el. Dieseldrevet MKV-anlæg Brændsel der medgår til elproduktion: fritaget for olieafgift og CO 2 afgift. CO 2 afgift på el skal betales. Der skal betales energiafgift af produceret el. Brændsel der medgår til varmeproduktion: Olie afgift på 189 øre/l CO 2 afgift på 24,7 øre/l Figur 3-2: Viser afgiftsregler for dieselanlæg der er registreret efter elafgiftsloven 41

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Afgiftssatser: Afgiftssatser gældende fra 1. januar 2008. Energiafgift på dieselolie, planteolie og biodiesel (RME) er 189 øre/liter (fyringssats) CO2-afgift på dieselolie er 24,7 øre/liter Energiafgift på naturgas er 207,9 øre/nm3 (fyringssats) CO2-afgift på naturgas er 20,2 øre/nm3 Energiafgift på el er 58,7 øre/kwh CO2-afgift på el er 8,8 øre/kwh 12. PSO-tarif På el-området er den systemansvarlige virksomhed og netvirksomhederne pålagt en række forpligtigelser, det såkaldte PSO (public service obligations). Det er eksempelvis sikring af forsyningssikkerhed, udbetaling af pristillæg til miljøvenlig elektricitet samt forskning og udvikling i miljøvenlige elproduktionsteknologier. I henhold til elforsyningsloven skal der betales PSO-tarif af al den el-energi der bruges i Danmark, her under den der produceres på mikrokraftvarmeanlæg. Mikrokraftvarme ejere kan dog vælge at blive nettoafregnet og dermed betale en reduceret PSO-tarif af den del af strømmen som produceres til egetforbrug. Hvem kan netto afregnes? Forbrugerne kan netto afregnes såfremt de producerer elektricitet alene eller på anlæg med kombineret el og varmeproduktion med henblik på at dække egetforbrug (egenproducenter) på betingelse af: 1. Elproduktionsanlæg ligger på forbrugsstedet 2. Elproduktionsanlægget er 100 % ejet af forbrugeren Afhængig af anlæggets størrelse er kraverne til måler forskellige. Anlæg med en installeret effekt som er < 25kW skal have månedsaflæsning eller kvarter aflæsning. Anlæg som er registreret efter el afgiftslov 12 www.skat.dk http://www.skat.dk/skat.aspx?oid=111116&chk=201714#pos 42

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Der skal være en produktionsmåler (M1) til registrering af el-produktion, samt en dobbeltmåler til registrering af el køb/salg til og fra nettet. 13 Omkostningerne til opsætning af måler, opgørelse og administration af målinger samt drift og vedligeholdelse af måleren skal dækkes af mikrokraftvarmanlæggets ejer uanset om anlægget er registreret efter el afgiftsloven eller ikke er. PSO-tariffen for første kvartal 2008 er vest for Storebælt 4,3 øre pr. kwh, hvorimod den i resten af landet er 5,2 øre pr. kwh. Den reducerede tarif for egenproducenter er 2,3 øre pr. kwh i øst Danmark og 2,2 øre pr. kwh i vest Danmark. 14 Der betales almindelig PSO- tarif for el salg til nettet. Figur 3-3: Målekrav når anlægget er registreret efter elafgiftslov Målepunkterne M1, M2 og M3 defineres som : M1 = Nettoproduktion, M2 = Målt leverance til det kolektive elforsyning, M3 = Målt leverance fra det kolektive elforsyning Anlæg som ikke er registreret efter el afgiftslov 13 Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter (elektronisk bilag nr. 5) 14 www.energinet.dk 43

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Har ikke mulighed for at sælge strøm på markedsvilkår og dermed leveres strøm til elnettet gratis. Der betales dog reduceret PSO tarif af den mængde af elektricitet som leveres til el nettet. Derfor behøver man ikke at have dobbelt måler, men kun en måler (M3) der registrerer el købet fra nettet og en til at registrere el produktionen(m1). Figur 3-4: Målekrav når anlægget ikke er registreret efter elafgiftslov 44

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme 3.3 El pris ved køb fra nettet Alle forbrugere af strøm i Danmark kan købe el på det frie marked. Det betyder, at elektricitet er en almindelig handelsvare, og at alle el-forbrugere siden 1. januar 2003 frit har kunnet vælge el-leverandør. Prisen på den frie el afhænger af udbud og efterspørgsel. Dagsprisen fastsættes på elbørsen Nordpool, hvor danske og udenlandske el-producenter udbyder deres el, og hvor elhandelsselskaberne køber el til deres kunder. En stor del af den pris, man betaler for el, har man dog ingen indflydelse på. Det gælder den del, som går til transport, vedligehold af ledninger, afgifter til staten m.v. Den del af prisen betaler man til ens forsyningsselskab og forsyningsselskabet kan man ikke frit vælge. Det afhænger af hvor i landet man bor. I Danmark er prisen på elektricitet sammensat af følgende: Fri El (el indkøbt på markedsvilkår) PSO-tarif (offentlige forpligtelser) Net-tarif (transport af elektricitet) Moms og energiafgifter Figur 3-5: Viser prissammensætning af el i Danmark. 45

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Ved afregning af strømforbruget er det muligt at blive afregnet på forskellige måder alt efter hvilket forsyningselskab man er tilknyttet. Man kan f.eks. bilver afregnet efter en fastpris hele året, variabel kvartalpris osv. Hvis mikrokraftvarmeanlæg ikke kan producerer al den strøm der forbruges i husstanden, skal man købe strøm fra el-nettet. Der betales almindelig strøm pris for køb fra nettet. For at gøre afregningen nemmere vil jeg benytte en fast pris året rundt ved køb af strøm fra nettet i dette projekt. Jeg har valgt at bruge Energi Fyn A/S som leverandør af strømmen i dette projekt. Det har jeg gjort fordi, strøm prisen fra denne leverandør er en af det billigste iflg. elpristavlen 15. Forudsætninger for el-prisen er at elforbruget er på 5030kWh, med en fastpris hele 2008. Elforbruget på 5030 kwh er elforbruget husstanden har i de forskellige driftssimuleringer som vil blive udført i næste kapitel. Da prisen for køb af strømmen fra nettet også indgår i de brugerøkonomiske vurderinger for installationen af mikrokraftvarmeanlæg(kapitel 5) hos en virkelig forbruger, er det meget vigtig at denne pris er så lav som muligt. Højere el pris betyder større udgifter til husstanden. Som mit netselskab har jeg valgt Frederiksberg Elnet A/S. På den næste side kan man se hvordan elprisen beregnes under de glædende forudsætninger, som jeg lige har beskrevet. Prisen 15 www.elpristavlen.dk 46

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme Prisudregning: Forbrugsstørrelse: 5030 Produkt: Fast pris 12 mdr Energi Fyn (fp) A/S - Fri el: Pris fri el 49,03 øre/kwh Abonnement (18 kr/kvartal) 1,43 øre/kwh Frederiksberg Elnet A/S - Transport af el. m.v. (obligatorisk) Transportbetaling - lokalt net 18,83 øre/kwh Transportbetaling - overliggende net 6,20 øre/kwh Offentlige forpligtigelser 7,90 øre/kwh Effektbetaling (0 kr/år) 0,00 øre/kwh Abonnement (162 kr/kvartal) 12,88 øre/kwh Samlet elpris eksl.afgifter og moms: 96,27 øre/kwh Afgifter og moms OBS: Afgifter og moms er angivet ens for alle forbrugsstørrelser. For virksomheder kan der være tale om refusion af nogle afgifter. For husstande med elvarme kan afgiften nedsættes for forbrug > 4000 kwh/år. Elafgift 54,10 øre/kwh Eldistributionsafgift Elsparebidrag CO2 afgift 4,00 øre/kwh 0,60 øre/kwh 8,80 øre/kwh Moms (25 % af samlet beløb) 40,94 øre/kwh Total 204,72 øre/kwh Figur 3-6: El pris ved køb fra nettet ( d.01.05.2008) Det koster altså 2,0472 DKK at købe 1kWh strøm fra nettet. 47

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme 3.3.1 Brændsels priser Prisen på fyringsolie er steget meget de seneste år. Den er varierende og er afhængig af b. la. forholdene i verden, samt energiafgifter til staten. I Danmark er afgifter på fyringsolie rimeligt høje og består af en energiafgift og CO2-afgift. Den gennemsnitlige pris for en liter fyringsolie med navn Shell Thermo fyringsolie hos Shell i 2007 var 8,6 DKK inkl. afgifter og moms. I dette projekt vælger jeg prisen på fyringsolie til at være 8,5 DKK/l inkl. alle afgifter, da prisen er varierende fra dag til dag. Det er også muligt at få individuelle rabataftaler med olieleverandører hvis man køber en større mængde af diesel i løbet af året. En liter fyrings olie har et energiindhold på 10kWh/l. 48

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme 3.4 Diskussion Jeg har fundet ud af hvilke love og afgiftsmæssige forhold gør sig gældende ved drift af mikrokraftvarmeanlæg. Ifølge elafgiftsloven kan ejeren af et mikrokraftvarmeanlæg vælge imellem to afregningsmodeller: 1. Anlægget er ikke registreret efter el afgiftsloven 2. Anlægget er registreret efter el afgiftsloven. Alle anlæg kan dog ikke registreres efter elafgiftsloven. Anlæg mellem 0 og 150 kw kan registreres hvis anlægget er stationær og har en kontinuert produktion af el. DACHS anlægget som danner grundlaget for projektbesvarelsen kan ikke registreres efter el afgiftsloven, da anlæggets el-produktion ikke vil være kontinuert, men afhængig af husstandens behov for elektricitet. Derfor afregnes el og varmeproduktionen af DACHS anlægget, efter de gældende regler for de ikke registrerede anlæg. Der betales afgift efter den lavere fyringssats (satsen for andet gas og diesel olie) af hele forbruget af olie/gas til fremstilling af elektricitet og varme. Denne afgift er på 187,5 øre/l. Der betales kuldioxid afgift af hele forbruget af olie. Afgiften er på 24,3 øre/ l. Der betales ikke el og CO 2 afgift af den producerede elektricitet og der gives ikke godtgørelse af afgiften af olie, der medgår til fremstilling af elektricitet. Desuden betales der en reduceret PSO-tarif af den del af strømmen som produceres til egetforbrug, og af den del af strømmen som leveres til el nettet. Strømmen leveres gratis til el nettet, da de ikke registrerede anlæg ikke kan sælge strøm på markedsvilkår. Anlægs ejeren skal dække elselskabets udgifter til måling og opgørelse af el-produktionen samt beregning af PSO-afgiften. Mikrokraftvarmeproducenter (ejerne) køber strømmen fra el-nettet på lige fod med andre forbrugere, dvs. der betales fuld pris for strømmen inkl. alle afgifter. Det samme gør sig gældende ved køb af fyringsolie hos olieselskaber. Det er ikke muligt af få tilskud hverken til køb af anlægget eller ved el-produktionen fra anlægget når man ikke er momsregisteret. Jeg har også fundet ud af hvilke afregningsprincipper gør sig gældende ved drift af mikrokraftvarmeanlæg som kan registreres efter elafgiftsloven. 49

Lovmæssige og afgiftsmæssigeforhold ved drift af Mikrokraftvarme 50

4 DRIFTSSTRATEGIER I dette kapitel vil resultater og erfaringer fra de foregående undersøgelser blive benyttet til at fremstille forskellige kørselsstrategier(af DACHS anlægget) hos en eller flere virkelige forbrugere. Projektet sætter dog fokus på private huse som forbrugere, idet den store masse, de udgør, betyder, at selv en mindre holdningsændring, i denne kan medføre store forandringer. Kørselsstrategier vil blive udviklet i Microsoft Visual Studio 2005 vha. programmeringssproget c#. Mikrokraftvarmeanlæg der benyttes ved de forskellige simulationer er et DACHS anlæg, der er til rådighed på DTU. De forskellige kørselsstrategier bliver udført over et år, og der ses bort fra alle de tab der kan forekomme som f.eks. varmetabet i akkumuleringstanken. Der ses også bort fra at anlægget har en opstartstid inden det producerer mærkeeffekten. 4.1 Modellen Forudsætninger for modellen: Målinger der anvendes til fremstilling af modellen stammer fra modelhus B (DGC projekt rapport 2005) 16. Forbrugsprofilerne for el, rumvarme samt varmt vand er alle foretaget som timemiddelværdier i kwh for døgnets 24 timer for hhv. hverdage, lørdage og søndage henover årets 12 måneder. Der er dog ikke foretaget særskilte målinger af rumvarme og varmt vand, men disse to er sammenlagt. 16 Projektrapport 1, 2005 Jan de Wit og Henrik Iskov http://www.dgc.dk/publikationer/rapporter/data/pdf/minimikro.pdf 51

Driftsstrategier Ud fra de målinger der er til rådighed fremstilles der en et-års-model for forbruget af el og varme i den pågældende husstand. Middeltimeværdier af el og varmemålinger omregnes til kvartersværdier, da det giver mindre og mere præcise tidskridt hop ved simuleringen af driften af anlægget i forhold til per time. Modellen fremstilles efter kalenderen således at året begynder med en mandag. Forbrugsprofilerne (timemiddelbasis) for el, rumvarme samt varmtvand for modelhus B findes i Projekt rapporten 1, 2005 (se litteraturlisten[16] på side 64 og 65). Tabel 4-1: Viser en række data vedrørende modelhus B Størrelse [m 2 ] Årlig elforbrug [kwh/år] Rumopvarmning [kwh/år] Energi til varmtvandsforsyning [kwh/år] Antal personer i husstanden 130 5000 12000 5000 4 I projekt rapporten hvor målingerne stammer fra står der ikke noget om hvilket år, de er foretaget i, og når men laver en et- års-model, hvor året starter med en mandag, bliver elbehovet i husstanden lidt større (5030,19kWh/år) og rumvarme + varmt vand behovet lidt mindre(16 917,62 kwh /år). Hvis året begynder på en lørdag / søndag er der henholdsvis 53 lørdage eller søndage i året, hvorimod hvis året begynder med en mandag er der 52 lørdage/ søndage i året. Fejlen er dog meget lille og er på under en procent. Figur.4-1 viser elforbruget i husstanden per måned og figur 4-2 viser varmeforbruget (rum varme+ varmtvands) forbrug i husstanden per måned. 52

Driftsstrategier Figur 4-1: Elfobruget i husstanden i kwh per måned Figur 4-2: Varmeforbruget i husstanden i kwh per måned 53

Driftsstrategier Tabel 4-2: Vise el og varmeforbruget i husstand B per måned ( årets start mandag) Forbrug per måned El forbrug [kwh] Varme forbrug [kwh] Januar 482,94 2502,01 Februar 483,96 2352,69 Marts 456,19 2122,95 April 407,04 1620,61 Maj 355,79 693,63 Juni 353,9 547,49 Juli 355,75 542,01 August 355,79 541,41 September 405,85 612,15 Oktober 407,16 1282,42 November 457,54 1829,46 December 508,28 2270,80 El og varmebehovens udvikling i løbet af dagen kan ses på de nedste figurer. Der vises hvordan el og varmebehovet i husstanden varierer i løbet af en lørdag i januar måned. Figur 4-3: Døgnprofil for elforbruget på en lørdag i januar måned 54

Driftsstrategier Figur 4-4: Døgnprofil for varmeforbruget på en lørdag i januar måned Som nævnt tidligere i projektet er det nødvendig at installere en varmeakkumuleringstank, så man har mulighed for at gemme varme i en kortere periode og dermed øge driftsfleksibiliteten af DACHS- anlægget. Energi indholdet i tanken kan beregnes på følgende måde: Q tank v vand vand c vand T ( 4.1) Varmeakkumuleringstanke findes i forskellige størrelser. Jo større en varmetank er, jo højere er prisen. De fleste projekter med mikrokraftvarmeanlæg der er udført i Danmark med en-familie huse anvender en varmeakkumuleringstank som kan rumme 300 liter. Sådan et tank fås som et 60 60 cm skabsmodul og vil dermed kunne indpasses i de fleste hjem 17. Derfor vil jeg også bruge den tank i de forskellige simuleringer. Hvis forbrugeren har installeret en varmetank på v vand 300l og at ΔT = 40 C kan energiindholdet i tanken beregnes vha. den overstående formel og bliver ca. 14kWh. Tabel 4-3. viser varmetankens beholdervolumen i liter samt dens tilhørende energi indhold i kwh som er beregnet vha. formel (4.1) og prisen inkl. moms 18. 17 Frederiksen 2003 18 www.hedestoker.dk 55

Driftsstrategier Tabel 4-3: Varmetankens beholdervolumen, dens energi indhold samt prisen Varmetankens volumen [l] Energiindholdet i tanken[ kwh] Pris inkl. moms [DKK] 300 14 3.500 500 23 5.000 800 37 7.000 1500 70 12.250 2000 93 13.250 5000 232 32.875 Varmetankens pris er vigtig da den indgår som en fast omkostning ved beregning af de samlede økonomiske omkostninger ved driften af DACHS anlægget og skal derfor være så lav som mulig, da anlæggets indkøbspris er på ca. 80.000 DKK dvs. høj i forvejen. Samtidig skal størrelsen af varmeakkumuleringstanken være tilstrækkelig stor så man altid kan dække varmeforbruget i husstanden, også på den koldeste dag i løbet af året. 4.2 Simulationer Introduktion til simulationer Som forbruger i simulationerne vælger jeg husstanden fra den tidligere beskrevne model (modelhus B). Der udvikles seks driftsstrategier. Driftsstrategier baseres på flere simulationer i Microsoft Visual Studio, hvor der opbygges en algoritme der indeholder alle de energistrømme, som er nødvendige for at kunne beskrive systemet bestående af DACHS en, varmetanken og forbruget. Den første driftsstrategi går ud på at simulere driften af anlægget uden nogen form for styring. Den anden driftsstrategi går ud på at lade anlægget kører uden ekstrastyring, med der skal altid være varme til husstanden. Da man generelt er interesseret i at udnytte anlæggets produktionskapacitet bedst muligt, er det fornuftig at sørge for at anlægget er i drift mens husstanden har det største elektriske forbrug. Derfor går strategi 3 ud på at lad anlægget kører mens husstanden har det største elektriske forbrug. I strategi 4 styres driften af anlægget igen efter el for- 56

Driftsstrategier bruget, men der er også muligt at gemme anlæggets elproduktion i en kortere periode og forbruge det når anlægget ikke er i drift. El styringen foretages ved hjælp af en el grænse som er ens for hver eneste måned. Da el forbruget i husstanden varierer, vil det være fornuftig at have en el grænse for hver eneste måned, så man også sikrer at anlægget vil være i drift når el forbruget i husstanden er størst i de måneder med lavere el forbrug. I strategi 5 styres driften af mikrokraftvarmeanlægget ved hjælp af 12 forskellige el grænser (en grænse for hver måned), og i strategi 6 har man ud over 12 el grænser, også mulighed for at gemme anlæggets elproduktion i en kortere periode. Metode I hver eneste driftsstrategi udføres der simuleringer med forskellige størrelser af varmetanke. Der udføres simuleringer med en, to og tre husstande tilsluttet til anlægget. Da jeg har omregnet forbruget (el og varmeforbruget) i min model til kvartersmålinger, har jeg valgt at arbejde med kvartersværdier for alle variable i stedet for energistrømme som sådan. Simulationerne bliver udført over et år. I hver eneste simulation laver man tidsskridts analyser (efter hvert kvarter), hvor man kigger på de forskellige variable (som f.eks. indholdet i varmetanken) og beslutter sig for hvad der skal ske næste gang (i næste kvarter). Hvis varmeakkumuleringstanken f.eks. er fuld skal anlægget slukkes. Til sidst lavers der analyser af det samlede regneark der kommer frem efter endt simulation. Implementering Simulationer udvikles i Microsoft Visual Studio 2005 hvor c# benyttes som programmeringssprog. Programmet og dets opbygning beskrives ved hjælp af et klassediagram. De mere komplicerede kørselsstrategier vil også blive beskrevet ved hjælp af flow chart. Klassediagrammet kan ses på figur. 4-5. 57

Driftsstrategier Figur 4-5:Klassediagram Som man kan se på figur 4-5. består programmet af en Program klasse, en klasse med navnet Dachs, Data2TextEksporter klassen og seks underklasser strategy1, strategy2, strategy3, strategy4, strategy5 og strategy6. Da skal dog bemærkes, at funktionerne som bliver udført i de forskellige klasser (der er vist på figur 4-5.) er vist i alfabetisk orden og ikke i den rækkefølge de bliver kaldt og udført i. Beskrivelsen af de forskellige klasser, underklasser og funktioner findes i appendiks A. Programkode kan også findes i appendiks A. 58

Driftsstrategier Hvordan virker programmet Først indlæses der el og varmeforbrugsdata per kvarter fra en tekst fil. Derefter opbygges der et programvindue hvor man har mulighed for at vælge strategi og dens tilhørende variable. Programvinduet kan ses på figur 4-6. Når man har valgt strategi og de variable der kan vælges i den pågældende strategi dannes der en tabel i den virtuelle memory hvor de forskellige rækker og koloner bliver tilført med tilhørende data. Når simulationen er færdig (kvarter nr.35 040) vises alle dataene i en tabel som kommer frem i programvinduet efter endt simulation. 59

Driftsstrategier Figur 4-6: Viser tomt programvindue med variable som kan vælges. Som man kan se på figur 4-6. har man mulighed for at vælge 6 strategier. Alt efter hvilken strategi man vælger har man forskellige muligheder. Beskrivelser af de 6 strategier vil blive behandlet senere i rapporten. Som man også kan se på figur 4-6 er der nogle blanke bokse og nogle bokse med tal i. De bokse hvor der er tal i har man mulighed for at ændre. Tællerne viser default- værdier af de forskellige variable. I strategi 1 er det muligt at vælge størrelsen af varmeakkumuleringstanken, varmetankens start betingelse, dvs. om man f.eks. vil starte med en helt tom varmetank eller en 60

Driftsstrategier halv fuld tank, antal af husstande man ønsker at tilslutte til anlægget, og om man vil gemme de resultater der kommer efter simulationen i en tekst fil. Dette gøres ved at trykke på knappen export data som kan ses på figur 4-6. Det kan først gøres når simulationen af den valgte strategi er færdig, og export data knappen bliver aktiv. Tekst filen kan importeres i Microsoft Office Excel. Antal af husstande er sat til en. Hvis man f.eks. ønsker at tilslutte to husstande er det muligt, da modelhusets el og varmeforbrug ganges med to. Det vil sige, at det er muligt at tilslutte to husstande med identiske el og varmeforbrug. Det er også muligt at tilslutte flere end to husstande. Alle de ovennævnte muligheder har man også i de andre strategier. Ud over de nævnte muligheder kan man i strategi 2 også vælge en nedre tømningsgrænse og en fyldningsgrænse. Den nedre tømningsgrænse defineres som varmetankens minimale varmeindhold og fyldningsgrænsen defineres som varmetankens maksimale varmeindhold. Det vil sige når man tømmer tanken trækker man termisk energi ud af varmetanken og når man fylder tanken op tilfører man termisk energi til varmetanken. I resten af rapporten vil disse to grænser blive kald for nedre tømningsgrænse og fyldningsgrænse. Disse (varme) grænser bliver også benyttet i strategi 3,4, 5 og 6. I strategi 3 kan man ud over de nævnte muligheder også vælge en el grænse (el cons. limit) og tank trigger limit. Tank trigger limit er sat til 10 kwh. I strategi 4 har man alle de muligheder som blev beskrevet i de sidste 3 strategier plus mulighed for at vælge størrelsen af el-akkumuleringstanken. Størrelsen af elakkumuleringstanken er sat til 5,3 kwh. Strategi 5 ligner meget strategi 3 og den eneste forskel er, at man kan vælge en el grænse for hver eneste måned i løbet af året. Strategi 6 er en viderebyggelse af strategi 4 og den eneste forskel er, at man kan vælge en el grænse for hver eneste måned i løbet af året. 61

Driftsstrategier Tabel 4-4: Viser de forskellige variable man kan vælge ved hver strategi. Valgmuligheder Varmetank størrelse Start akkum. Nedre varme grænse Øvre varme grænse Tamk trigger limit El grænse El akk. tank Antal huse Strategi 1 x x x Strategi 2 x x x x x Strategi 3 x x x x x x x Strategi 4 x x x x x x x x Strategi 5 x x x x x x x Strategi 6 x x x x x x x x El grænser for hver måned Præsentation af resultater Resultaterne af simuleringer præsenteres ved hjælp af det programvindue der fremkommer efter simulationen, tabeller og figurer. Da man ved alle strategier skal sørge for at varmeforbruget i husstanden altid kan dækkes vælger jeg tre måneder af året som jeg vil bruge ved alle simulationer til fremstilling af forskellige figurer. Januar måned er valgt fordi husstanden har det største varmeforbrug i denne måned. I sommer perioden har jeg valgt juli måned da varmeforbruget i husstanden næsten er ens for alle sommer måneder. Juli er en af det måneder hvor husstanden har det mindste varmeforbrug. For at kunne se hvad der sker i forårs og efterårsmåneder vælger jeg april måned da forbruget af varme i denne måned ligger næsten midt i mellem den minimale og maksimale varmeforbrug i husstanden per måned. Disse tre måneder bliver derfor brugt som sammenligningsperioder for strategierne. 62

Driftsstrategier 4.3 Ingen styring Strategi 1 Den første strategi er den simpleste kørselsstrategi hvor der opbygges en algoritme der indeholder alle de energistrømme som er nødvendige for at kunne beskrive systemet bestående af DACHS anlæg, varmeakkumuleringstanken og forbrugeren. Strategien går ud på at lad anlægget kører uden noget form for styring. Der skal dog altid sikres at husstandens varmebehov bliver dækket. Anlægget er altså i drift så længe der kan gemmes varme i varmeakkumuleringstanken. Indholdet af varme i varmeakkumuleringstanken når anlægget er i drift beregnes som: Nuværende indhold i tanken +(Varme produktionen af anlægget per kvarter varme forbrug i husstanden per kvarter) osv. Når anlægget er tænd producerer anlægget strøm og varme til husstanden. Den overskyldende strøm som husstanden ikke har brug for sælges til nettet. Salg af den overskyldende strøm per kvarter beregnes vha. funktionen CalculateElsale og beregnes som: El produktion i det pågældende kvarter El forbrug i det pågældende kvarter. Når man ikke kan gemme mere varme stoppes anlægget, og da ventes med at tænde anlægget så længe man har varme inde i varmeakkumuleringstanken dvs. så længe man kan dække varmeforbruget i husstanden. Når anlægget er ude af drift beregnes forbruget af varmen fra akkumuleringstanken vha. funktionen CalculateConsumptionFromTank på følgende måde: Indholdet af varmen i tanken på dette tidspunkt forbruget af varmen i næste kvarter osv. Elproduktion og varme produktion sættes til nul dvs. der er ingen produktion. Derfor skal man købe strømmen for at dække husstandens elbehov. Alle disse funktioner som jeg lige har omtalt bliver kaldt og udført også i de andre strategier, og de forskellige variable som elproduktion, el salg, el køb, varmeakkumuleringen osv. bliver beregnet på sammen måde og derfor vil jeg ikke skrive om dem ved de andre strategier. 63

Driftsstrategier Der udføres en analyse af de forskellige startbetingelser af varmetankens indhold. De er medtaget for at undersøge om de har en betydning for driften af anlægget, dvs. om man producerer mere eller mindre strøm, når man starter med f.eks. en varmetank der er tom for varme eller med en varmetank som er helt fyld op med varme. Dette gøres for alle varmetankstørrelser. 4.4.1 Resultater Her vises og kommenteres resultaterne som er kommet frem ved simulering af anlæggets drift ved strategi 1. Der er udført simuleringer med forskellige størrelser af varmeakkumuleringstanke samt forskellige startbetingelser af indholdet i varmetanken. Der er udført fire simuleringer for alle størrelser af varmetanke. En simulering hvor man starter med en tom tank, den anden hvor man starter med 33 % af det samlede indhold i tanken, en med 66 % af det samlede indhold i tanken og den sidste hvor man starter med en helt fuld tank. Der skal dog tilføjes at uanset hvilket indhold af varmetanken man starter med i de forskellige simulationer (strategier), så er indholdet i varmetank det første kvarter af simulationen ikke medregnet. Hvis man starter med en varmetank som er helt fyldt op f.eks. en varmetank på 14kWh så er indholdet i varmetanken i det første kvarter lige med: 14kWh varmeforbruget i det første kvarter. Hvis man dermed starter med en varmetank som er helt tom for varme så er indholdet i varmetanken i det første kvarter lige med: (0+ (anlæggets varmeproduktion i første kvarter varmeforbrug i første kvarter). Der skal også bemærkes at man ikke altid fylder varmetanken op til det samme niveau. Nogle gange fyldes tanken op til f.eks. 13,5 kwh, mens andre gange fyldes tanken op til 12,5 kwh afhængig af varmebehovet i husstanden. Nogle gange kan man også komme lidt over tankens maksimale indhold. Den første varmetank som er blevet simuleret i drift med anlægget er en varmetank på 300 liter med et energiindhold på 14 kwh. 64

Driftsstrategier 4.4.2 Varmetank 14 kwh Først vises der en uddrag af resultater der kommer frem ved simulering af strategi 1 med en varmetank på 14 kwh. Dette gøres ved hjælp af programvinduet som kommer frem i form af en tabel efter endt simulation. Derefter vises resultaterne af simulationen i en tabel. Programvinduet med resultater kan ses på næste side. 65

Driftsstrategier Figur 4-7: Viser det uddrag af resultater da kommer frem ved simuleringen af anlæggets drift (strategi 1). Figur 4-7. viser de resultater der kommer frem når man i det tidligere viste programvindue på figur 4-6 vælger strategi 1, en akkumuleringstank med et energiindhold på 14kWh, start med en tom varmetank og et hus tilsluttet anlægget. 66

Driftsstrategier Som man kan se på den overstående figur befinder vi os i januar måned på en hverdag i kvartererne fra 2449 til 2477. I kvarter 2449 er anlægget ikke i drift. Workingstatus er derfor lige med 0. El og varmeproduktionen er lige med 0, og der købes strøm fra nettet så man kan dække elbehovet i husstanden. Varmeakkumuleringstanken er næsten tom og indeholder 0,045 kwh varme. I det næste kvarter er det altså ikke muligt at dække varmeforbruget i husstanden da det ligger på 0,725kWh. Derfor tændes anlægget (kvarter nr. 2450) og workingstatus sættes til 1. Anlægget producerer el og varme til husstanden, og den strøm husstanden ikke har brug for sælges til el nettet. Den overskydende varme akkumuleres i varmeakkumuleringstanken. Når varmetanken er fuldt op(kvarter 2456) med varme slukkes anlægget igen (kvarter 2457) og tømmes for varme så længe man kan dække varmeforbruget i husstanden. Produktionsdata, antal starter, driftstid af anlægget, el køb, el salg, samt el og varmeforbrug efter et års drift af anlægget kan ses i de forskellige bokse på figur 4-6. Her vises resultaterne af simulationen i en tabel. Tabel 4-5:Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 14 kwh Tank kapacitet 14kWh 300 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8543,60 8538,29 8536,97 8538,29 El salg [kwh] 7320,03 7313,42 7305,01 7333,65 El køb [kwh] 3806,61kW 3805,314 3798,22 3825,54 Varme produktion [kwh] 16 926 16 915,5 16 912,87 16 915,5 Antal starter 972 974 975 970 Drifts tid [h] 1612h 1611h 1610.75h 1611 h Indhold i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 8,38 anlægget er ikke i drift 2,5 anlægget er i drift 4.49 anlægget er i drift 11,88 anlægget er ikke i drift Som man kan se i tabel 4-5 hvis man har en varmeakkumuleringstank med et indhold på 14kWh og starter med en helt tom tank producerer anlægget i løbet af et år 8543,59kWh strøm til husstanden. Der sælges 7320 kwh strøm. Det er ikke altid muligt at dække husstanden el forbrug og derfor skal der købes 3806,61kWh strøm fra el-nettet. 67

Driftsstrategier Det er altså muligt at dække ca. 25 % af husstandens el behov, i løbet af året. Anlæggets maksimale driftstid i løbet af et år er på 8760 timer (kontinuert drift) dvs. at anlægget med den driftstid som det har i simulationen (start 0 %), kun er i drift 18,4 % af dets maksimale driftstid. Det er fordi at både forbruget af el og varme i husstanden er for lille til sådan et anlæg, og derfor vil jeg i de næste strategier prøve at tilslutte flere husstande med identisk el og varmeforbrug, for bedre at udnytte produktionskapaciteten af anlægget. Anlægget starter 972 gange i løbet af året (start tom tank) dvs. ca. 3 gange om dagen. Men sådan er det ikke i alle perioder af året. I sommerperioden er varmebehovet i husstanden beskeden og derfor vil varmetanken tømmes langsommere og dermed får man ikke de 3 starter af anlægget. I vinterperioden vil anlægget starte flere gange i løbet af dagen, da varmeforbruget i husstanden er større end i sommerperioden, og varmeakkumuleringstanken vil dermed tømmes hurtigere. Som man også kan se i tabellen køber man mindst strøm når man starter med et indhold som er på 66 % af det maksimale indhold i varmetanken. Det er tilfældigt hvornår anlægget ikke er i drift, dvs. hvilket el forbrug man har når anlægget ikke er i drift. Derfor rammer man et lidt lavere elforbrug når man starter med denne varmetank størrelse og dermed køber mindre strøm. 68

Driftsstrategier Figur 4-8: Viser antal start /stop af anlægget, hvordan indholdet i varmetanken varierer samt varmebehovet i husstanden på en hverdag i januar måned med en varmeakkumuleringstank på 14 kwh og start med en tom tank. Som man kan se på figur 4-8 starter anlægget 5 gange i løbet at en hverdag i vinterperioden. Anlæggets driftsperioder er ikke lige så lange som perioderne hvor anlægget ikke 69

Driftsstrategier er i drift, da det er en forholdsvis lille tank som hurtig fyldes op. Som man også kan se på figuren er perioderne hvor anlægget ikke er i drift heller ikke lige lange, fordi varmebehovet i nogle perioder er større end i andre og dermed tømmes varmetanken hurtigere. Anlægget starter 127 gange i løbet af januar måned og er typisk i drift 6-9 kvarter af gangen. I januar måned køber husstanden i alt 234,75 kwh strøm fra nettet og der sælges i alt 1021,16 kwh strøm til nettet. Anlægget er i drift i 239 timer og 30 minutter i løbet af januar måned. Anlæggets maksimale driftstid i løbet af januar måned er på 744 timer (kontinuert drift) dvs. at anlægget med en driftstid på 239,5 timer (start 0 %), kun er i drift 32,4 % af dets maksimale driftstid i januar måned. I januar måned har husstanden et el forbrug på 483 kwh, dvs. det er muligt at dække 248,25 kwh (51,4 %) af husstandens elforbrug ved hjælp af anlæggets el-produktion. Husstanden har det største varmeforbrug i denne måned. I løbet af februar måned starter anlægget 116 gange. Der købes i alt 254,11 kwh strøm fra el nettet og der sælges i alt 957,35 kwh til el nettet. Anlægget er i drift i 224 timer i løbet af februar måned. Anlæggets maksimale driftstid i løbet af februar måned er på 672 timer (kontinuert drift) dvs. at anlægget med en driftstid på 224 timer (start 0 %), kun er i drift 33,3 % af dets maksimale driftstid i februar måned. I februar måned har husstanden et el forbrug på 484 kwh, dvs. det er muligt at dække 229,9 kwh (47,5 %) af husstandens elforbrug ved hjælp af anlæggets el-produktion. I løbet af marts måned starter anlægget 115 gange. Der købes i alt 329,2 kwh strøm fra nettet og der sælges 942,3kWh til nettet. Anlægget er i drift i 201,75 timer i løbet af marts måned. Anlæggets maksimale driftstid i løbet af marts måned er på 744 timer (kontinuert drift) dvs. at anlægget med en driftstid på 201,75 timer (start 0 %), kun er i drift 27,1 % af dets maksimale driftstid i marts måned. I marts måned er husstandens elforbrug på 456 kwh, dvs. det er muligt at dække 126,8 kwh (27,8 %) af husstandens elforbrug ved hjælp af anlæggets el-produktion. 70

Driftsstrategier Figur 4-9: Viser antal start /stop af anlægget, hvordan indholdet i varmetanken varierer samt varmebehovet i husstanden på en hverdag i april måned med en varmeakkumuleringstank på 14 kwh og start med en tom tank. 71

Driftsstrategier Som man kan se på figur nr. 4-9. er anlægget ikke i drift ved dagens begyndelse. I april måned starter anlægget 3 gange i løbet af en dag. I løbet af april måned starter anlægget 97 gange. Der købes i alt 317, 6kWh fra nettet og der sælges 729,5 kwh strøm til nettet i løbet af april måned. Anlægget er i drift i 154,5 timer i løbet af april måned. Anlæggets maksimale driftstid i løbet af april måned er på 720 timer (kontinuert drift) dvs. at anlægget med en driftstid på 154,5 timer (start 0 %), kun er i drift 21,4 % af dets maksimale driftstid i april måned. I april måned har husstanden et el forbrug på 407kWh, dvs. det er muligt at dække 90 kwh (22,1 %) af husstandens el forbrug ved hjælp af anlæggets el-produktion. I løbet af maj måned starter anlægget 49 gange. Anlægget er kun i drift i 65,25 timer i løbet af maj måned. Der købes i alt 329,7kWh fra el nettet og der sælges i alt 319,7 kwh strøm til el nettet i løbet af denne måned. El forbruget i husstanden i maj måned er på 355,8 kwh og anlæggets el produktion er på 345,825 kwh. El forbruget i husstanden bliver altså dækket ved hjælp af el køb fra nettet, da kun 26,1 kwh strøm dækkes ved hjælp af anlæggets el-produktion. I løbet af juni måned er anlægget i drift i 52,25 timer. El købet er på 315,6kWh. Da el behovet i husstanden i juni måned er på 353,9 kwh er det altså muligt at dække 38,2kWh af strøm forbruget i husstanden ved anlæggets el-produktion. Resten skal man købe fra nettet. 72

Driftsstrategier Figur 4-10: Viser antal start /stop af anlægget, hvordan indholdet i varmetanken varierer samt varmebehovet i husstanden på en hverdag i juli måned med en varmeakkumuleringstank på 14 kwh og start med en tom tank. 73

Driftsstrategier Som man altså kan se på de overstående figur er anlægget kun i drift i en kortperiode i løbet af dagen, og anlægget har kun et start. Driftstiden af anlægget er heller ikke lige så lang som om vinteren da varmebehovet er beskeden. I starten af figuren er anlægget ikke i drift og varmetanken leverer den nødvendige varme til husstanden. I juli måned starter anlægget 39 gange og er i drift i ca. 6 kvarter af gangen. Anlægget er i drift i 52 timer i løbet af måneden. Igen køber man de meste af husstandens el forbrug fra el nettet. El behovet i husstanden i juli måned er på 355,75 kwh og el købet er på 324,31 kwh. I august måned har vi den samme situation som i de andre sommermåneder pga. beskeden varmebehov i husstanden. I september måned er anlægget i drift i 58 timer. I oktober, november og december er anlægget i drift i 513,25 timer. Hvis anlægget havde kontinuert drift i disse måneder vil driftstiden være på 2208 timer, dvs. at anlægget kun er i drift 23,4 % af dets maksimale driftstid i løbet af disse måneder. 74

Driftsstrategier 4.4.3 Varmetank 23 kwh Her vises resultater af simulationen med en varmetank på 23,2 kwh Tabel 4-6:Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 23,2 kwh Tank kapacitet 23,2kWh 500 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8546,24 8542,27499 8538,29 8534,32 El salg [kwh] 6968,07 6965,65 6971,19 6974,05 El køb [kwh] 3452,01 3453,56 3463,07 3469,92 Varm produktion 16 931,25 16 923,37 16 915,5 16 907,62 [ kwh] Antal start/stop 558 559 557 556 Drifts tid [ h] 1612.5 1611,75 1611 1610.25 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 13.629 anlægget er ikke i drift 13.41 anlægget er ikke i drift 13,191anlæg get er ikke i drift 13.209 anlægget er ikke i drift Det er tilfældigt at man køber og sælger mindst strøm når man har installeret en varmetank på 23,2kWh. Som man kan se ud fra tabellen køber man og sælger mindre strøm i forhold til en varmetank på 14 kwh. El produktionen falder tilfældigt ud afhængig af driftstidspunkter i forhold til el forbrug. Hvis man flest gange er i stand til at ramme de tidspunkter hvor el forbruget i husstanden er lidt større sælges der mindre strøm og omvendt. Når anlægget ikke er i drift og man er i stand til at ramme de tidspunkter hvor el forbruget er lavere vil man købe mindre strøm. Derfor sælger man og køber mindre strøm med en varmetank på 23,2 kwh. Når man starter med en tom varmetank producerer anlægget 8546,24kWh strøm til husstanden. Der sælges 6968,07 kwh og der købes 3542,01. Der er altså muligt at dække 1578,17kWh af husstandens el forbrug og resten køber men fra nettet. Anlægget starter 558 gange i løbet af et år. Om vinteren får man forholdsvis flere starter og om sommeren færre starter på grund af varmebehovet i husstanden. I januar måned starter anlægget 72 gange og er i drift i 239,75 timer. Der sælges i alt 1023 kwh strøm til el nettet og der købes 235,4 kwh strøm fra el nettet. Da elforbruget i husstanden i denne måned er på 483kWh er det muligt at dække 247,6 kwh af husstandens elforbrug ved hjælp af anlæggets produktion. 75

Driftsstrategier I april måned er anlægget i drift i 155,75 timer. Der sælges i alt 747 kwh strøm og der købes 329 kwh strøm fra el nettet. Anlægget starter 60 gange i løbet af denne måned. Da husstandens elforbrug i april måned er på 407 kwh er det altså muligt at dække 78 kwh af husstandens elforbrug ved hjælp af anlægget. I juli måned er anlægget i drift i 52,5 timer og der sælges i alt 236,8 kwh strøm. Anlægget starter 23 gange i løbet af juli. I juli måned er husstandens elforbrug på 355,7kWh og el købet fra nettet er på. 314 kwh. Det er kun muligt at dække 41 kwh strøm ved hjælp af anlægget i løbet af denne måned. 4.4.4 Varmetank 70 kwh Her vises resultater af simulationen med en varmetank på 70 kwh. Tabel 4-7: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 70 kwh Tank kapacitet 70 kwh 1500 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8574,07 8529,02 8539,62 8538,29 El salg [kwh] 7622,42 7618,81 7510,29 7523,51 El køb [kwh] 4078,53 4119,97 4000,86 4015,40 Varme produktion 16986,37 16897,125 16918,125 16915,5 [kwh] Antal start/stop 189 190 190 189 Drifts tid [h] 1617,75 1609,25 1611,25 1611 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 68,75 anlægget er ikke i drift 2,605 anlægget er i drift 46,704 anlægget er i drift 67,87 anlægget er ikke i drift Som man kan se i tabel nr. 4-7 producerer anlægget 8547,07 kwh strøm til husstanden når der er installeret en varmeakkumuleringstank på 70 kwh og der startes med en tom tank. Der sælges 7622,42 kwh strøm og der købes 4078,53kWh strøm fra nettet. Anlægget starter 189 gange i løbet af et år. Anlægget starter 26 gange i løbet af januar måned og er i drift i 243 timer. Der sælges i alt 1143,3 kwh strøm til el nettet. Der købes i alt 338,4 kwh strøm fra el nettet i løbet af måneden. Husstandens elforbrug i januar måned er på 483 kwh. 76

Driftsstrategier I april måned er anlægget i drift i 157,5 timer og starter 18 gange. Der sælges 759,2 kwh strøm til el nettet og der købes 331,5 kwh strøm fra el nettet. Husstandens elforbrug i april måned er på 407 kwh. I juli måned starter anlægget kun 7 gange da det er en forholdsvis stor tank. Varmetanken tømmes langsomt pga. de beskedne varmeforbrug i husstanden. Driftsperioderne bliver dog lidt længere i forhold til de små varmetanke pga. tankens størrelse. Anlægget er i drift i 51,25 timer i løbet af juli måned. Husstandens elforbrug i juli måned er på 355,7 kwh. 4.4.5 Varmetank 232 kwh Her vises resultater af simulationen med en varmetank på 232 kwh. Tabel 4-8: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 232 kwh Tank kapacitet 232 kwh 5000 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8567,45 8505,17 8466,75 8519,74 El salg [kwh] 7525,90 7500,18 7441,90 7494,88 El køb [kwh] 3988,64 4025,19 4005,34 4005,32 Varme produktion 16 973,25 16 849,88 16 773,75 16 878,75 [kwh] Antal start stop 56 56 56 56 Drifts tid [h] 1616,5 1604,75 1597,5 1607,5 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 55,62 anlægget er ikke i drift 8,81 anlægget er ikke i drift 9,24 anlægget er ikke i drift 193,12 anlægget er ikke i drift Som man kan se i den overstående tabel producerer anlægget med en tom tank til at starte med 8567,45 kwh strøm i løbet af et år. Der købes dog lidt mere strøm end ved det mindre tanke. Det er fordi at anlægget har nogle langvarige driftsperioder, men også 77

Driftsstrategier lange tømningsperioder især i sommer månederne hvor varmebehovet i husstanden ikke er så stor. Anlægget har dog betydelig færre starter, når en stor varmetank er installeret. Anlægget starter 56 gange i løbet af året. Dette skydes varmetankens størrelse. Driftstiden er heller ikke meget større end ved de mindre tanke. Anlægget starter 8 gange i løbet af januar måned og er i drift i 259,25 timer i løbet af måneden. Anlægget er i drift fra 124 132 kvarterer af gangen. Der sælges i alt 1207,8 kwh strøm til el nettet og der købes 316,75 kwh strøm fra nettet. I april måned starter anlægget 6 gange, er i drift i fra 110 til 112 kvarter. Anlægget er i drift i 168,25 timer i løbet af april måned. Anlægget har kun 2 starter i løbet af juli. Det meste af tiden er anlægget dog ikke i drift. Dette skyldes de beskedne varmeforbrug husstanden har i løbet juli måned. Når varmeakkumuleringstanken fyldes helt op, tømmes den meget langsom. Anlægget er i drift i 93 kvarterer ved første og anden start. 78

Driftsstrategier 4.5 Diskussion af resultater Figur 4-11: Viser el produktionen ved forskellige startbetingelser med en varmetank på 14 kwh. Som man kan se på figur 4-11 (og som man også kunne se ved de forskellige simulationer) spiller startbetingelsen af indholdet i akkumuleringstanke ikke en stor rolle ved driften af DACHS anlægget, da forskellen i el-produktionen ved de forskellige startbetingelser er på ca. en procent. Tilgængeldt spiller størrelsen af akkumuleringstanken en rolle ved driften af anlægget. Med en større varmeakkumuleringstank kan anlægget være i drift i længere perioder af gangen og dermed får man færre starter af anlægget. Denne reduktion har en stor betydning for anlægget da det slides mere jo flere gange anlægget stopper og dermed reduceres dets levetid. Figur 4-12: Viser hvor mange gange anlægget starter i løbet af året med de forskellige varmetanke (start med en tom tank). 79

Driftsstrategier Driftstiden ændrer sig ikke markant fra den ene størrelse af akkumuleringstanken til den anden og dermed er der ikke større ændringer i produktionen. Det er fordi at husstandens varmeforbrug ikke er så stor i sommer måneder og ved større tanke vil det tage længere tid før tanken tømmes og anlægget startes igen. De lidt større varmetanke har dog lidt længere driftstid i forhold til de mindre tanke. Figur 4-13: Viser driftstiden af anlægget i løbet af et år starter i løbet af året med de forskellige varmetanke (start med en tom tank). Som man kan se på figur 4-13. er anlægget længst i drift med en varmetank på 70 kwh. Dette skyldes de varierende varmeforbrug husstanden har. I sommer perioden har anlægget kortere driftstid og færre starter, og i vinter perioden har anlægget flere starter og lidt længere driftstid ved alle varmetanksstørrelser. Om foråret/efteråret har man en situation der ligger midt imellem vinter og sommer. 80

Driftsstrategier Figur 4-14:Viser elkøbet fra nettet samt husstandens elbehov og el dækning i janur,april og juli måned med en varmetank på 14 kwh Om vinteren er de muligt at dække ca. 50 % af husstanden elforbrug ved hjælp af anlæggets el produktion. De meste af el behovet i husstanden om sommeren men også om foråret / efteråret dækkes ved køb af el fra nettet. Dette skyldes det beskedne varmeforbrug husstanden har om sommeren, som medfører at anlægget få en driftstid som er ca. 4 gange kortere end i vinterperioden. Når anlægget ikke er i drift i længere perioder køber man mere strøm. 81

Driftsstrategier Man kan altså konkludere at anlægget er kraftig overdimensioneret i forhold til el - og varmeforbruget i model husstanden især om sommeren, men også resten af året. 82

Driftsstrategier 4.6 Varme grænser Strategi 2 Strategi 2 går ud på at man altid skal sikre at husstanden har et vist indhold af varme i varmetanken og derfor tømmes akkumuleringstank til en vis procent af det samlede indhold. Denne tømningsgrænse vil jeg kalde for nedre tømningsgrænse. De små varme akkumuleringstanke (14kWh og 23 kwh) tømmes til indholdet i varmetanken er på ca. 20 % af varmetankens maksimale indhold (hhv.2,8kwh og 4,6kWh). Nedre tømningsgrænse er valgt således, at den sikrer at husstanden altid har varme til rådighed. Dette kan anskueliggøres ved at vurdere denne grænse i forhold til husstandens maksimale varmeforbrug per kvarter og anlæggets produktion per kvarter. Da det maksimale varmeforbrug er på ca. 1,7kWh og anlæggets produktion er på 2,625 kwh, og selv når tanken kun indeholder 2,8kWh (20 % af f.eks. varmetank med indhold på 14kWh) vil indholdet i akkumuleringstanken højst kommer ned på 1,1kWh før anlægget startes op og øger indholdet i tanken. Ved andre tankkapaciteter(70 kwh og 232 kwh) tømmes tanken til ca. 3,5 kwh. Denne grænse er valgt således at begge varmetanke tømmes til ens niveau, men samtidig sikres der at husstanden altid har et vist indhold af varme i varmetanken. De større varmeakkumuleringstanke fyldes op til 80 % af tanken maksimale indhold. De større tanke fyldes ikke helt op, pga. det beskedne varmeforbrug i sommerperioden. Når varmetanke fyldes op til 80 % af tankernes maksimale indhold vil det ikke tage så lang tid at tømme varmetanken som når varmetanken fyldes op til 100 % (især i de måneder hvor varmebehovet er beskeden). Dvs. de perioder hvor anlægget ikke er i drift i sommermåneder forkortes og anlægget vil få flere starter. Tilgængeldt vil fyldningsperioderne også forkortes i forhold til strategi 1, da man nu har en mindre varmeakkumuleringstank. De små varmetanke fyldes op til 98 % af tankens maksimale indhold. Denne grænse er valgt således, at den sikrer, at anlægget altid stopper før indholdet i varmetanken er kommet over f.eks. 14kWh. Nogle gange stopper anlægget når indholdet i varmetanken er på 14, 09 kwh. Når indholdet i varmetanken (som er på 14kWh) flere gange kommer over 14 kwh, vil anlægget automatisk slukke af sig selv, da det ikke kan komme af med varmen[2]. Derfor buges denne grænse. Denne fyldningsgrænse vil jeg kalde for øvre fyldningsgrænse. Det bør dog bemærkes, at hvis man ved simulationen vælger at starte med en varmetank som er fuld starter man med 98 % af tankens maksimale indhold(gælder for de to små 83

Driftsstrategier tanke) eller 80 % af tanken maksimale indhold (gælder for de to større tanke). Dvs. hvis man har en tank på 14 kwh og vil gerne starte med en fuld tank vil indholdet i tanken i de første kvarter være 13,7kWh(98 % af 14 kwh) varmeforbruget i første kvarter. Det samme gælder for en start med hhv. 33 % og 66 % af tankens maksimale indhold. Ved alle simuleringer med forskellig tank størrelser er det ikke altid muligt præcis at ramme den nedre tømningsgrænse. Det samme gælder for den øvre fyldningsgrænse. Da sørges for at varmebehovet i husstanden altid bliver dækket ved alle størrelser af varmeakkumuleringstanke. Da anlæggets produktion er varmestyret lige som ved simuleringer i strategi1 forventer jeg at driftstiden samt el og varmeproduktionen ikke ændrer sig så meget i forhold til simuleringer udført i strategi 1. 4.6.1 Varmetank 14 kwh Her vises resultater der kommer efter simulationen af strategi 2 med en varmetank på 14 kwh. Tabel 4-9: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 14 kwh, nedre tømningsgrænse på 20 % og øvre fyldningsgrænse på 98 % Tank kapacitet Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 14 kwh 300 liter El produktion 8543,60 8540,95 8538,30 8536,98 [kwh] El salg [kwh] 7495,96 7486,34 7459,82 7435,10 El køb kwh 3982,55 3975,58 3951,71 3928,31 Varme produktion 16926 16920,75 16915,5 16912,88 [kwh] Antal start stop 1195 1196 1197 1190 Drifts tid [h] 1612 1611,5 1611 1610,75 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 8,38 anlægget er ikke i drift 7,567 anlægget er ikke i drift 6,935 anlægget er ikke i drift 8,975 anlægget er ikke i drift I januar måned når man starter med en tom varmetank er anlægget i drift i 239 timer og 15 minutter. Der sælges i alt 1086, 5kWh strøm til el nettet og der købes i alt 301,5kWh strøm fra nettet. Anlægget starter 154 gange i løbet af måneden. 84

Driftsstrategier I april måned er anlægget i drift i 154 timer og 15 minutter. Anlægget starter 120 gange i løbet af denne måned. Der sælges i alt 706kWh strøm til el nettet og der købes i alt 295kWh strøm. I juli måned er anlægget i drift i 51 timer. Der købes 341 kwh strøm fra el nettet og der sælges 206 kwh strøm til nettet. Anlægget starter 48 gange i løbet af juli måned. 4.6.2 Varmetank 23 kwh Her vises resultater der kommer efter simulationen af strategi 2 med en varmetank på 23 kwh. Tabel 4-10: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 23 kwh, nedre tømningsgrænse på 20 % og øvre fyldningsgrænse på 98 % Tank kapacitet 23,2 kwh 500 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8550,22 8540,95 8542,27 8538,30 El salg [kwh] 7235,36 7195,96 7226,97 7223,88 El køb kwh 3715,33 3685,19 3714,88 3715,77 Varme produktion 16939,13 16920,75 16923,38 16915,50 [kwh] Antal start stop 712 711 712 709 Drifts tid [h] 1613,25 1611,5 1611,75 1611 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 21,05 anlægget er ikke i drift 10,63 anlægget er i drift 20,76 anlægget er ikke i drift 20,61 anlægget er ikke i drift I løbet af januar måned er anlægget i drift i 239 timer og 15 minutter. Der sælges i alt 1086 kwh strøm til el nettet og der købes i alt 301,3 kwh strøm fra nettet. Anlægget starter 93 gange i løbet af januar måned. I april måned er anlægget i drift i 154 timer. Der sælges i alt 686kWh til el nettet og der købes 278kWh strøm fra nettet. Anlægget starter 69 gange i løbet af måneden. I løbet af juli måned sælges der i alt 232kWh strøm til el nettet og der købes i alt 316kWh strøm fra el nettet. Anlægget er i drift i 51 timer og 15 minutter. 85

Driftsstrategier 4.6.3 Varmetank 70 kwh Her vises resultater der kommer efter simulationen af strategi 2 med en varmetank på 70 kwh. Tabel 4-11: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 70 kwh, nedre tømningsgrænse på 5 % (3,5 kwh) og øvre fyldningsgrænse på 80 % Tank kapacitet 70 kwh 1500 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8567,45 8558,17 8547,57 8538,30 El salg [kwh] 7158,87 7136,87 7148,82 7073,13 El køb [kwh] 3621,61 3608,88 3631,44 3565,02 Varme produktion 16973,25 16954,88 16933,88 16915,50 [kwh] Antal start stop 251 251 251 250 Drifts tid [h] 1616,5 1614,75 1612,75 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter 55,62 anlægget er i drift 55,73 anlægget er i drift 53,21 anlægget er ikke i drift 53,87 anlægget er ikke i drift I januar måned er anlægget i drift i 243 timer(start med en tom tank). Der sælges i alt 969kWh strøm til el nettet og der købes i alt 165 kwh strøm fra nettet. Anlægget starter 32 gange i løbet af denne måned. I april måned sælger der i alt 720kWh strøm til el nettet og der købes i alt 333kWh fra el nettet så man kan dække elforbruget i husstanden. Anlægget er i drift i 149 timer og 45 minutter og starter 24 gange. I juli måned er anlægget i drift i 50 timer og der købes i alt 346 kwh strøm fra el nettet. El salget er på 256 kwh og anlægget har 10 starter i løbet at måneden. 86

Driftsstrategier 4.6.4 Varmetank 232 kwh Her vises resultater der kommer efter simulationen af strategi 2 med en varmetank på 232 kwh. Tabel 4-12: Resultater af simuleringer med en akkumuleringstank på 232 kwh, nedre tømningsgrænse på 1,5 % (3,5 kwh) og øvre fyldningsgrænse på 80 % Tank kapacitet 232 kwh 5000 liter El produktion [kwh] Start 0 % Start 33 % Start 66 % Start fuld tank 8584,67 8552,87 8519,75 8509,15 El salg [kwh] 7572,47 7571,29 7544,58 7513,78 El køb kwh 4017,98 4048,60 4055,02 4034,81 Varme produktion 17007,38 16944,38 16878,75 16857,75 [kwh] Antal start stop 72 72 72 71 Drifts tid [h] 1619,75 1613,75 1607,5 1605,5 Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter 89,75 anlægget er i drift 88 anlægget er i drift 83,62 anlægget er i drift 125,73 anlægget er i drift Anlægget er i drift i 255 timer oh 30 minutter i løbet af januar måned. Anlægget starter 10 gange i løbet af måneden. Der sælges i alt 1184 kwh strøm til nettet. El købet fra nettet er på 313 kwh. I april måned har anlægget en driftstid på 153 timer og starter 7 gange. El købet fra nettet er på 320 kwh og el salget til nettet er på 724kWh. I Juli måned er anlægget i drift i 55 timer og 30 minutter. Anlægget har 3 starter. El køb fra nettet er på 324 kwh og el salget til nettet er på 263kWh. 87

Driftsstrategier 4.7 Diskussion af resultater Som man kan se igen får man færre starter af anlægget ved en større akkumuleringstank. Hvis man sammenligner antal af starter ved simulationer i strategi 2 (alle tank størrelser) i forhold til strategi 1 kan man se at man som forventet får flere starter af anlægget. Det gør man pga. indførelsen af den nedre tømningsgrænse og øvre fyldningsgrænse. Varmetanken bliver mindre og fyldes og tømmes hurtigere når man har disse grænser i forhold til simuleringer i strategi 1. Indførelse af styregrænser er alene forårsaget af, at vi ikke skal komme udenfor lagerbeholderens kapacitet. Dette gælder dog ikke for den øvre tømningsgrænse (stor varmetanke), da den er indført for hurtigere at tømme varmebeholderen i de perioder hvor varmeforbruget er beskeden. Da anlæggets produktion er varmestyret er driftstiden, el og varmeproduktionen som forventet næsten ens som i de forskellige simulationer der blev udført i strategi 1. Figur 4-15:Viser driftstiderne af anlægget med en varmetank på 14 kwh ved simuleringer af strategi 1 og strategi 2. 88

Driftsstrategier El købet og el salget er dog forskellige i forhold til strategi 1 (gælder alle varmetank størrelser). El købet og el salget falder tilfældigt ud afhængig af driftstidspunktet i forhold til elforbruget. 89

Driftsstrategier 4.8 To huse (strategi 2) Dansk lovgivning tillader ikke i skrivende stund at to eller flere husstande deles om et el-produktionsanlæg medmindre, der dannes et distributionsselskab. Da anlægget er kraftig overdimensioneret i forhold til el - og varmeforbruget i model husstanden vil jeg tilslutte 2 husstande med identiske el og varmeforbrug til anlægget, for bedre at udnytte dets produktionskapacitet. Jeg vil altså prøve at undersøge hvordan tilslutning af to husstande vil påvirke driften af DACHS anlægget, og om det vil være mere rentabelt for ejerne af anlægget hvis de kunne deles om det. Der købes strøm i de timer hvor forbruget af strøm overstiger anlæggets produktion. Der sørges for at varme behovet i husstanden altid bliver dækket. Driften af anlægget afprøves igen med flere størrelse af akkumuleringstankerne. Samlede el og varmebehov: El behøv 10060,38kWh Varme behøv 33.835,24 kwh Driften af anlægget afprøves igen med flere størrelse af akkumuleringstankerne. Der afprøves med flere forskellige tømnings og fyldningsgrænser ved alle varmetank størrelser. Tabel 4-13: Viser produktionen af anlægget, antal starter, el salg og el køb ved forskellige størrelse af varmetanke når der er tilsluttet to husstande med identisk el og varme forbrug. Tank kapacitet 23[kWh] 70 [kwh] 232 [kwh] El produktion 17089,85 17108,40 17121,65 [kwh] El salg [kwh] 12870,54 12409,85 13518,05 El køb [kwh] 5841,07 5361,83 6456,78 Varme produktion[ 33857,25 33920,25 33920,25 kwh] Antal start stop 1004 292 91 Drifts tid [h] 3224,5 3228 3230,5 Start 0 0 0 Øvre grænse 98 % 95 % 95 % Nedre grænse 30 % 5 % 10 % Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 22,01 Anlægget er ikke i drift. 58,75 anlægget er i drift 85,01 anlægget er i drift 90

Driftsstrategier Som man kan se i tabellen har jeg kun udført simulationer med 3 tank størrelser. Desuden kan man se at de forskellige tanke har forskellige tømningsgrænser og fyldningsgrænser. Da jeg nu har dobbelt så stor el og varmeforbrug har jeg valgt at den lille varmetank (23 kwh) fyldes om til 98 % af tankens maksimale indhold. Det er fordi at tankens nedre tømningsgrænse ikke kan være mindre end de 30 % af varmetankens maksimale indhold, da det ellers ikke vil være muligt at dække varmeforbruget i de to husstande. Hvorfor kan man ikke dække varmeforbruget hvis man f. eks vælger en nedre tømningsgrænse til 20 % af tankens maksimale indhold og en varmetank på 23 kwh? Forklaringen kan ses på næste side (figur 4-16). De to timer hvor varmeforbruget overstiger anlæggets varmeproduktion kan ses i den sort-gule boks på figuren. Den røde boks viser negativt varmeforbrug. Som man kan se på figuren har man i løbet af februar måned, men også i løbet af nogle andre måneder (januar, marts og december) to timer(lige efter hinanden) om dagen (både hverdag og weekend) hvor varmeforbruget er større end anlæggets varmeproduktion. I februar måned har man dog de maksimale varmeforbrug per kvarter. Dette varmeforbrug er på 3,28kWh. I februar måned har man også det største varmeforbrug i to timer som er på 23,84kWh. Disse varmeforbrug forekommer lige efter hinanden. Da anlæggets varmeproduktion per time er på 10,5kWh skal den nedre tømningsgrænse mindst være på ca. 3kWh, for at man altid kan dække varmeforbruget i de to husstande. Dvs. hvis anlægget bliver tændt i de perioder hvor vi har de to timer med højt varmeforbrug skal der mindst være 3kWh varme i tanken. Simulationsprogrammet er lavet således at man ikke altid kan stoppe præcis ved den nedre tømningsgrænse og derfor skal man altid sikre sig at den nedre tømningsgrænse er på 5 6 kwh så man kan dække varmeforbruget. Nogle gange kan man dog være heldig lige som ved simuleringer med en varmetank på 70 kwh hvor man altid kan dække varmeforbruget selv om nedre tømningsgrænse er på 3,5 kwh. Det er fordi at man aldrig kommer i den situation hvor anlægget tændes samtidig med at varmeforbruget overstiger anlæggets varmeproduktion (i de to timer). Disse timer forekommer altid mens anlægget er eller ikke er i drift. Ved en varmetank på 232 kwh er det dog muligt at dække varmeforbrug selv om tømningsgrænsen kommer under det 10 %. Men jeg har valgt denne grænse da det også skal være muligt at tømme tanken lidt hurtigere i de måneder hvor varmeforbruget ikke er så stort. Derfor fyldes tanken også kun til det 95 %. 91

Driftsstrategier Figur 4-16:Uddrag af simleringen med en varmetank på 23kWh nedre tømningsgrænse på 20 %, og øvre fyldningsgrænse på 98 % af tankens maksimele indhold. 92

Driftsstrategier Da det er varmestyret strategi bliver el-produktionen og varmeproduktionen ca. dobbelt så stor i forhold til når man kun har et hus tilsluttet til anlægget. Figur 4-17: Viser driftstiden af anlægget Ved det mindre tanke for man igen flere starter og lidt lavere produktion. Det er a muligt at udnytte lidt mere af anlæggets produktionskapacitet når der tilsluttes 2 huse med identisk el og varmeforbrug. Anlægget er i drift i 36,8 % af dets maksimale driftstid i løbet af et år(varmetank 232kWh). Den mindste varmeakkumuleringstank for hvilken varmebehovet i husstanden altid kunne dækkes er på 23,2 kwh. Med en varmetank på 14kWh var det muligt at dække varmeforbruget i husstandene når den nedre tømningsgrænse var sæt til 40 %. Dette medførte dog at anlægget fik 2000 starter om året og var i drift i nogle korte perioder af gangen. Derfor har jeg valgt ikke at bruge denne tank i mine simuleringer. 93

Driftsstrategier 4.9 Tre huse (strategi 2) Jeg har også prøvet at tilslutte 3 husstande med identiske el og varmeforbrug til anlægget. El-behov bliver derfor 15090,57kWh og varmebehov 50752,86kWh. Ved simulationer med 3 husstande som har identiske el og varmeforbrug var jeg nød til at ændre nedre tømningsgrænser for at kunne dække varmebehovet i de tre husstande. Tabel 4-14:Simulationer med forskellige varmetanke og 3 husstande tilsluttet til anlægget Tank kapacitet 70[kWh] 232[kWh] El produktion 25637 25646, [kwh] El salg [kwh] 18070 18702, El køb [kwh] 7523 8146 Varme produktion[ 50791 50809 kwh] Antal start stop 305 84 Drifts tid [h] 4837,25 4839 Start 0 0 Øvre grænse 95 % 95 % Nedre grænse 30 % 20 % Indholdet i varmetanken i det sidste kvarter [kwh] 38,25 anlægget er i drift 56,3 anlægget er ikke i drift. Det der er meget interessent når man tilslutter 3 husstande til anlægget er, hvad der sker med varmeakkumuleringstanken i vinterperioden. Det der sker, er at indholdet i varmeakkumuleringstanken mens anlægget er i drift, kan både vokse og falde. Dermed får anlægget længere driftsperioder. Normalt beregnes indholdet i varmetanken når anlægget er i drifts som indholdet i varmetanken til at starte med +(varme produktion varme forbrug). Da varmeforbruget i vores tilfælde flere gange er større end det der produceres vil indholdet i varmeakkumuleringstanken ikke vokse men falde. Ved at tilslutte 3 husstande med identiske el og varmeforbrug og installere en varmetank på 70kWh kan der udnyttes ca. 55,21 % af anlæggets samlede produktionskapacitet. Anlægget vil få længere driftsperioder af gangen i vinter månederne. 94

Driftsstrategier Figur 4-18:Viser hvordan indholdet i varmetanken varierer samt hvornår anlægget er i drift i januar måned med en varmetank på 232kWh og 3 husstande tilsluttet til anlægget. I forårs /efterårs periode vil man kun nogle gange have et varmeforbrug i husstanden der er større end anlæggets varmeproduktion. Dermed vil indholdet i varmetanken kun i nogle enkelte perioder være faldende mens anlægget er i drift. Det kan ses på figur 4-19 som de spidser der forekommer mens indholdet i varmetanken er voksende. Anlægget starter 10 gange i løbet af april måned 95

Driftsstrategier Figur 4-19:Viser hvordan indholdet i varmetanken varierer samt hvornår anlægget er i drift i januar måned med en varmetank på 232kWh og 3 husstande tilsluttet til anlægget I sommerperioden får vi ikke de situationer med faldende indhold i varmeakkumuleringstanken mens anlægget er i drift, da varmeforbruget i de 3 husstande aldrig overstiger anlæggets produktion. Anlægget starter 7 gange i løbet af juli måned. 96

Driftsstrategier 4.10 Diskussion af resultater Det man kan konkludere ud fra det overståede resultater er at det vil være meget bedre hvis det var tilladt at flere husstande kunne deles om DACHS anlægget, da man på den måde vil være i stand til at udnytte anlæggets produktionskapacitet meget bedre. I vinterperioden har anlægget nogle langvarige driftsperioder, og ikke så mange starter. I efterår/forårs måneder har man kun enkelte gange varmeforbrug som overstiger varmeproduktionen mens anlægget er i drift og derfor får man ikke så lange driftsperioder som i vinter månederne. I sommerperioden vil anlægget have flere starter og kortere driftstid pga. varmeforbruget i husstandene. Varmeakkumuleringstanken vil fyldes hurtigt op og tømmes langsomt da varmebehovet er væsentlig mindre i denne periode. Med 3 husstande som har identiske el og varmeforbrug tilsluttet anlægget, kan anlægget i være i drift i over 55 % af dets maksimale driftstid. Set fra et økonomisk synspunkt vil det også være meget bedre hvis flere husstande kunne deles om sådan et produktionsanlæg da, anlæggets pris er på 80.000 DKK, og dermed vil en deling reducerer husstandenes omkostninger til køb af anlægget, dvs. det vil være mere rentabelt for forbrugerne at anskaffe sig et mikrokraftvarmeanlæg. 97

Driftsstrategier 4.11 El grænse Strategi 3 Da man generelt er interesseret i at udnytte anlæggets produktionskapacitet bedst muligt, vil det være fornuftig at sørge for at anlæggets drift foregår i de perioder hvor husstanden har det største elektriske forbrug. Dette vil jeg prøve at gør i denne strategi. Strategien går ud på, at man ved hjælp af en simpel el styring prøver at dække så meget som muligt at husstandens el behov i stedet for at købe el fra nettet dvs. have anlægget i drift i de perioder hvor husstanden har højt elforbrug. Anlæggets økonomi er bedre, når man selv forbruger så meget som muligt at den strøm anlægget producerer, og køber så lidt som muligt af den dyre strøm fra nettet. Derfor introduceres der en el grænse, som har til opgave at tænde anlægget, når el forbruget i husstanden er højt. Køb af strøm fra nettet er dyrere i forhold til strømmen der produceres på anlægget. Der afprøves med flere værdier af el grænsen. El grænsen kan kun aktiveres når anlægget ikke er i drift, og elforbruget i husstanden er større end el grænsen. El grænsen kan dog ikke starte anlægget før indholdet i varmetanken er kommet til et vist niveau.(tank trigger limit). Det er fordi at nogle gange vil man komme i den situation hvor varmeakkumuleringstanken vil være fyldt op samtidig med at el grænsen er opfyldt og programmet vil ikke kunne finde ud af hvilken betingelse det skal reagere på.(varmeakkumuleringstanken eller el grænsen). Programmet kan altså ikke udføre 2 ting samtidig og derfor vil man få forkerte resultater ved simuleringen. De små tanke fyldes igen op til de 98 % af tankens maksimale indhold, mens de store varmetanke fyldes op til 80 % af dens maksimale indhold. Der udføres simuleringer med et, to og tre husstande tilsluttet anlægget. Alle simulationer med et eller to eller tre husstande tilsluttet til anlægget udføres med en varmeakkumuleringstank som er tom til at starte med. Nedre tømningsgrænse er den samme som ved de forskellige simulationer i strategi 2. Flow chart for strategi 3 kan ses på næste side. 98

Driftsstrategier Start Read data from files Start dachs Heatacc tank is full Yes Stop dachs Consumate heat from heatacc. tank No Accumulate heat Heatacc tank is full Yes Tank trigger limit & elconsumption limit triggers activated No Yes No Heat acc tank empty Yes Yes El prod < Elcons BYE EL No Consumate heat from heat tank No SELL EL Yes Is there more data? Yes Is there more data? No Display results No End 99

Driftsstrategier Jeg har lavet en undersøgelse for at se hvor mange gange forskellige elforbrugsværdier fremkommer i løbet af et år. Resultaterne kan ses i tabel nr. 4-15. Tabel 4-15: Viser hvor mange gange forskellige el forbrugsværdier fremkommer i løbet af et år. Interval [kwh] 0-0,1 0,1-0,5 0,5-1 Over 1 Antal gange 22044 10676 1716 604 Total forbrug 826,59 2264,35 1232,19 707,06 [kwh] Total forbrug [%] 16,4 45 24,5 14,1 Som man kan se ud fra tabellen forekommer de små elforbrug i intervallet fra 0 til 0,1 flest gange i løbet af et år, man det samlede forbrug i dette interval er kun på 826,59 kwh. Denne undersøgelse har jeg lavet da jeg skal bruge den senere i projektet for at vise hvorfor man køber mindst strøm ved f.eks. en el grænse som er større end 0,25kWh i forhold til en el grænse større end 0,15 kwh. Da husstanden har et varierende elforbrug vil man ved nogle el grænser være bedre til at købe mindre strøm, da anlægget flere gange ikke vil være i drift i de perioder hvor elforbruget er lavere. 4.11.1 Varmetank 232kWh Der startes med en varmeakkumuleringstank på 232kWh. Værdien for tank tømning er < 179 kwh dvs. da kan først reagere på el grænsebetingelsen når tanken er tømt til en værdig der er mindre end 179 kwh. Da det største varme forbrug i husstanden er ca. 6 kwh, sikrer man at varmeakkumuleringstanken i hvert fald i den koldeste måned kan tømmes i en time. Tanken flydes op til 80 % af tankens maksimale indhold og tømmes til en nedre grænse som er ca. 3.5kWh, dvs. 1,5 procent af det maksimale indhold i tanken. Det gennemsnitlige årlige elforbrug er ca. lig med 0, 15kWh/kvarter (årlig el forbrug /antal kvarter per år). Derfor bruges denne værdi som grænse og grænserne der er lidt større og lidt mindre end den, da det forekommer flest gange.(se tabel 4-15). 100

Driftsstrategier Resultater: Figur 4-20: Viser uddrag af de resultater der kommer frem ved simuleringen af anlæggets drift ved strategi 3 med en varmetank på 232 kwh, og en el grænse > 0,25 kwh. 101

Driftsstrategier I kvarter nr. 112 er indholdet i varmetanken kommer under tank trigger limit (179 kwh), men el forbruget i husstanden er ikke større end 0,25kWh og derfor tændes anlægget ikke. Først i 121. kvarter er el forbruget i husstanden større end 0,25 kwh og anlægget bliver tændt. Når indholdet i varmetanken kommer tæt på fyldningsgrænsen (185 kwh) stopper anlægget. Dette sker i kvarter nr. 130. Tabel 4-16: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varmetank på 232 kwh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på ca.3,5kwh. Tank kapacitet 232kWh El produktion 8632,37 8632,37 8632,37 8629,72 8632,37 8628,40 [kwh] El salg[ kwh] 7159,11 7124,04 6875,45 6343,38 5688,98 5725,81 El køb [kwh] 3556,92 3521,85 3273,26 2743,84 2086,80 2123,62 Varme produktion 17 101,88 17 101,88 17101,88 17096,63 17101,88 17094 [kwh] Antal start stop 1190 1064 1011 786 421 385 Drifts tid [h] 1628,75 1628,75 1628,75 1628,25 1628,75 1628 Øvre grænse [%] 80 80 80 80 80 80 Nedre grænse[kwh] 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 El grænsen 0,06 0,08 0,1 0,15 0,25 0,3 Da det er en stor tank og med denne form for el styring, nå indholdet i varmeakkumuleringstanken aldrig at komme tæt på den nedre tømningsgrænse. Ved en el grænse på 0,25 kwh/kvarter køber husstanden mindst strøm i løbet af året. Ved en el grænse på 0,25 kwh/kvarter er det muligt at dække 2944kWh af el forbruget i husstanden dvs. der er muligt at dække 58,5 % af husstanden samlede elbehov ved hjælp af anlæggets elproduktion. Ved de grænser der er mindre end de 0,25 kwh/kvarter får man flere starter af anlægget, køber og sælger mere strøm. Flere starter af anlægget ved de små grænser skyldes det elforbrug som husstanden har. De mindre elforbrug forekommer flest gange i løbet af et år og derfor vil el grænsebetingelsen blive opfyldt flere gange end ved de lidt større el grænser. Når el grænsen kommer over det 0,25 kwh/kvarter får man færre starter af anlægget, da forbruget af el i husstanden ikke så tit vil ligge over de lidt større grænser i forhold til de små (intervallet fra 0-0,1). Ud fra tabellen kan man også se at det er muligt ved hjælp af et relativ simpel el styring at dække lidt mere af husstandens elforbrug end ved de første to strategier. Dermed reduceres køb af strøm fra nettet. 102

Driftsstrategier Ved en el grænse større end 0,25 kwh/kvarter starter anlægget i januar måned 53 gange og har en drifts tid på 255 timer. Husstandens el forbrug i januar måned er på 482,93kWh. Der produceres i alt 1351,kWh strøm til husstanden. Der sælges 989,9475kWh til nettet og der købes 121,3875kWh fra nettet. Det er altså muligt at dække 74,8 % af husstandens el behov ved hjælp af anlæggets elproduktion. I april måned er anlægget i drift i 154 timer og 45 minutter og starter 30 gange. Der sælges i alt 550,8 kwh strøm til nettet og der købes i alt 137,6 kwh strøm fra el nettet. Da el forbruget i april måned er på 407kWh er det altså muligt at dække 66,3 % af husstandens el forbrug i denne måned ved hjælp af anlæggets el produktion. Anlægget er næsten altid i drift når husstande har højt forbrug af el i løbet af januar og april. I juli måned er anlægget i drift 6 7 kvarter af gangen og starter 31 gange. Anlægget er i drift i 51 timer og 45 minutter. El forbruget i husstanden i juli måned er på 355 kwh. Anlægget producerer 274,2kWh strøm til husstanden. Der sælges 153 kwh til el net og der købes 235kWh strøm fra nettet. I juli måned producerer anlægget betydelig mindre strøm end i januar måned. Det er fordi at el grænsen ikke forekommer så tit, da forbruget i husstanden det meste af tiden vil ligge under el grænsen. Varmeforbruget i husstanden er også meget lavere og derfor vil det ikke tage så lang tid at fylde varmetanken op når anlægget er i drift. Det tager længere tid af tømme varmeakkumuleringstanken, når anlægget ikke er i drift. Anlægget er ikke altid i drift når husstanden har højt el forbrug da varmetanken fyldes hurtigt op. Jeg har lavet en undersøgelse for at vise hvorfor man køber mindre strøm ved en el grænse > 0,25 kwh/kvarter i forhold til en el grænse > 0,15 kwh/kvarter. Det jeg har kigget på er hvor mange gange forskellige el forbrug forekommer i løbet af året når anlægget ikke er i drift for en el grænse > 0,25 kwh/kvarter og en el grænse > 0,15 kwh/kvarter. Resultaterne af undersøgelsen kan ses i de næste to tabeller. Tabel 4-17: Viser hvor mange gange forskellige el forbrugsværdier fremkommer i løbet af et år når anlægget ikke er i drift med en el grænse > 0,25 Interval [kwh] 0-0,25 0,26-0,5 0,5-1 Over 1 Antal gange 27907 544 90 0 Total forbrug [kwh] 1764 248 76 0 103

Driftsstrategier Tabel 4-18: Viser hvor mange gange forskellige el forbrugsværdier fremkommer i løbet af et år når anlægget ikke er i drift med en el grænse > 0,15 Interval [kwh] 0-0,25 0,26-0,5 0,5-1 Over 1 Antal gange 26528 1143 821 35 Total forbrug [kwh] 1537 538 623,8 44,5 Ud fra de to overstående tabeller kan man altså se hvorfor der købes mere strøm ved en el grænse > 0,15 kwh/kvarter. Der købes mere strøm ved en el grænse større end 0,15kWh/kvarter fordi anlægget flere gange ikke er i drift i de perioder hvor husstanden har højt el forbrug. 4.11.2 Varmetank 70 kwh Her vises resultaterne af simuleringer med en varmetank på 70 kwh. Varmetanken fyldes op til 80 % af tankens maksimale indhold (56 kwh). Nedre tømningsgrænse er på. 5 %. Der kan ikke reageres på en el grænse for indholdet i varmetanken er kommet under 50 kwh (tank tigger limit). Tabel 4-19: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varmetank på 70kWh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på 3,5kWh Tank kapacitet 70kWh El produktion 8566,12 8563,47 8564,80 8560,82 8566,12 8567,45 [kwh] El salg [kwh] 7124,81 7076,77 6831,20 6265,86 5644,08 5675,56 El køb [kwh] 3588,87 3543,38 3296,59 2735,22 2108,15 2138,30 Varme produktion 16970,63 16965,38 16968 16960,13 16970,63 16973,25 [kwh] Antal start stop 1321 1193 1100 826 422 386 Drifts tid [h] 1616,25 1615,75 1616 1615,25 1616,25 1616,5 Øvre grænse 80 80 80 80 80 80 [%] Nedre grænse 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 [kwh] El grænsen 0,06 0,08 0,1 0,15 0,25 0,3 104

Driftsstrategier Figur 4-21:Viser el købet ved de forskellige el grænser med en varmetank på 70 kwh. Der købes mindst strøm ved en el grænse >0,25kWh, men som der kan ses på figur 4-22 køber man heller ikke meget mere strøm ved f.eks. en el grænse > 0,24kWh. Ved en el grænse på 0,25 er det muligt at dække 2922 kwh af husstandens el forbrug. 4.11.3 Varmetank 23,2kWh Værdien at tank tømning er < 12kWh, dvs. der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under 12 kwh. Varmetanken fyldes op til 98 % af dens maksimale indhold, og tømmes til 20 % af dens maksimale indehold. Tabel 4-20: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23,2kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 20 %. Tank kapacitet 23,2kWh El produktion 8547,57 8548,90 8548,90 8543,60 8543,60 8543,60 [kwh] El salg [kwh] 7293,52 7321,07 7330,66 7008,19 6774,51 6841,63 El køb [kwh] 3776,13 3802,35 3811,95 3494,78 3261,10 3328,22 Varme produktion 16933,88 16 936,50 16 936,50 16 926,00 16 926,00 16 926,00 [kwh] Antal start stop 954 890 867 827 770 753 Drifts tid 1612,75 1613 1613 1612 1612 1612 Øvre grænse [%] 98 98 98 98 98 98 Nedre grænse 20 20 20 20 20 20 [%] El grænsen 0,06 0,08 0,1 0,15 0,25 0,3 105

Driftsstrategier Der købes mindst strøm ved en el grænse på 0,25 kwh/kvarter. Der er muligt at dække 1769,09 kwh af husstanden el forbrug i løbet af et år. Da størrelsen af varmeakkumuleringstanken er mindre end ved de to simulationer som er udført tidligere bliver driftstiden af anlægget kortere. 4.11.4 Varmetank 14 kwh Værdien at tank tømning er < 7kWh, dvs. der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under de7 kwh. Varmetanken fyldes op til 98 % af dens maksimale indhold, og tømmes til 10 % af dens maksimale indehold. Tabel 4-21: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 14kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 10 %. Tank kapacitet 14kWh = 300 l El produktion 8544,92 8542,27 8542,27 8542,27 8546,25 8546,25 [kwh] El salg [kwh] 7294,70 7252,32 7324,66 7148,76 7177,89 7189,31 El køb [kwh] 3779,96 3740,23 3812,57 3636,67 3661,82 3673,25 Varme produktion 16928,63 16923,38 16923,38 16923,38 16 931,25 16 931,25 [kwh] Antal start stop 1513 1455 1421 1290 1178 1174 Drifts tid 1612,25 1611,75 1611,75 1611,75 1612,5 1612,5 Øvre grænse [%] 98 98 98 98 98 98 Nedre grænse 10 10 10 10 10 10 [%] El grænsen 0,06 0,08 0,1 0,15 0,25 0,3 Med en varmetank på 14kWh og en el grænse der er større end 0,15 kwh/kvarter er det muligt at dække 1393,52kWh af husstanden samlede el forbrug i løbet af et år. Der forekommer flere starter af anlægget end ved de andre varmetanke, da størrelsen af varmeakkumuleringstanken ved denne simulation ikke er særlig stor. På den næste figur er det muligt at se hvordan elforbruget, anlæggets drift og indholdet i varmetanken varierer i løbet af en dag i januar måned med en varmetank på 14kWh og en el grænse større end 0,15 kwh/kvarter. 106

Driftsstrategier Figur 4-22: Viser hvornår anlægget er i drift, husstandens el forbrug samt indholdet i varmetanken i løbet af en dag i januar måned med en varmetank på 14 kwh og en el grænse der er > 0,15 kwh/kvarter. Som man kan se på figuren forekommer el grænse > 0,15 kwh/kvarter et par gange når anlægget ikke er i drift (f.eks. i ca. kvarter nr. 34). Da indholdet i varmetanken ikke er kommet under de 7 kwh kan anlægget ikke startes, selv om grænsebetingelsen er opfyldt. Anlægget starter kun en gang ved et indhold i varmeakkumuleringstanken som er 107

Driftsstrategier mindre end 7 kwh samtidig med at grænsebetingelsen er opfyldt. Dette sker ca. i kvartal nr. 77. Det vil sige at anlægget flere gange starter fordi indholdet i varmetanken kommer til den nedre tømningsgrænse og lidt færre gange tændes anlægget af en el grænse. Anlægget er i drift i 238 timer og 45 minutter i løbet af januar måned og starter 147 gange. Anlægget startes 29 gange af en el grænse (og tank trigger limit). Anlægget starter flere gange fordi indholdet i varmetanken kommer til den nedre tømningsgrænse og lidt færre gange tændes anlægget af en el grænse. Når anlægget startes pga. at grænsebetingelsen er opfyldt er det typisk i drift fra 3 5 kvarter af gangen, hvorimod når anlægget starter pga. at indholdet i varmetanken er kommet til den nedre tømningsgrænse er anlægget i drift fra 5 10 kvarter af gangen. Der sælges i alt 1051 kwh i løbet af januar måned og der købes 269,7 kwh strøm fra nettet. I april måned er anlægget i drift i 154 timer og starter 126 gange. Anlægget startes 43 gange af en el grænse. Der sælges i alt 707 kwh strøm og købes 298 kwh fra nettet ved en el grænse > 0,15 kwh / kvarter i løbet af april måned. I juli måned starter anlægget 63 gange. Anlægget startes 33 gange af en el-grænse. Anlægget er i drift i 51 timer og 45 minutter. Der købes i alt 293kWh og da husstandens elforbrug i denne måned er på 355kWh er det altså muligt at dække 17,5 % af husstandens strømforbrug i denne måned. Der sælges i alt 212kWh strøm til nettet. Når anlægget startes pga. at grænsebetingelse er opfyldt er det typisk i drift fra 2 3 kvarter af gangen, hvorimod når anlægget starter pga. at indholdet i varmetanken er kommet til den nedre tømningsgrænse er anlægget i drift fra 3 5 kvarter af gangen. 108

Driftsstrategier 4.12 Diskussion af resultater Som man kunne se ud fra resultaterne ændrer den etablerede el styring væsentlig på kørselsmønstret af DACHS- anlægget. Der forekommer flere start/ stop af anlægget ved de små el grænser, da disse el-grænser forekommer oftere end de større el-grænser. Selv om disse grænser forekommer oftere end de større grænser står de kun for et elforbrug der er på 826 kwh over et år. Ved næsten alle varmetankstørrelser køber man mindst strøm når el grænser er større end 0,25 kwh/kvarter. Den eneste varmetank, hvor man køber mindst strøm ved en anden el grænse end grænsen større end 0,25 kwh/kvarter er varmetanken med et indhold på 14 kwh. Der køber man mindst strøm ved en el grænse større end 0,15 kwh/kvarter. Den mest optimale el grænse dvs. den el grænse hvor der købes mindst strøm er den el grænse hvor man i det perioder hvor anlægget ikke er i drift ved simulationen er i stand til at ramme flest gange de mindre el-forbrug i husstanden og hvor man ikke køber strøm så mange gange når forbruget af strøm i husstanden er høj. Med de store varmetanke er det muligt at dække mere af husstanden el-forbrug i forholdt til de mindre tanke da anlægget er i drift i lidt længere perioder. Det er altså muligt med en simpel el styring at reducere købet af strøm fra nettet ved alle varmetankstørrelser. Dermed forbedres økonomien af DACHS anlægget da købet af strøm fra nettet er dyrere end strømmen da produceres på anlægget. Anlægget er næsten altid i drift når husstanden har højt forbrug af el i vinterperioden, men ikke resten af året. 109

Driftsstrategier 4.13 To huse (Strategi 3) I dette afsnit undersøges der hvad der sker når to husstande med identisk el og varmeforbrug tilsluttes anlægget med den samme el styring som den der bliv udført for en husstand. Der afprøves flere el grænser. El grænse værdier der bruges er dobbelt så stor som i forholdt til 1 hus tilsluttet anlægget. Det er fordi at grænserne vil komme de samme antal gange som vil den undersøgelse jeg har lavet for hus 1, men det vil være dobbelt så stor. 4.13.1 Varmetank 232 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under det 208kWh, da det også skal være muligt at tømme varmetanken i mindst en time i vintermånederne, hvor det maksimale varmeforbrug i nogle timer kommer over det 12. Varmetanken fyldes op til ca. 220 kwh og tømmes til et indhold i tanken på 23,2kWh. Tabel 4-22: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232Wh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 10 % med to husstande tilsluttet til anlægget. Tank kapacitet 232kWh = 5000l El produktion 17185,25 17185,25 17185,25 17178,63 17174,65 17153,45 [kwh] El salg[ kwh] 11829,19 11868,93 11782,01 11429,79 10994,30 11025,90 El køb [kwh] 4704,32 4744,06 4657,14 4311,54 3880,03 3932,83 Varme produktion 34046,25 34046,25 34046,25 34033,13 34025,25 33983,25 [kwh] Antal start stop 791 758 714 586 367 336 Drifts tid [h] 3242,5 3242,5 3242,5 3241,25 3240,5 3236,5 Øvre grænse [%] 95 95 95 95 95 95 Nedre grænse[[%] 10 10 10 10 10 10 El grænsen 0,12 0,16 0,2 0,3 0,5 0,6 110

Driftsstrategier Den el grænse for hvilken husstanden køber mindst strøm er el grænse > 0,5 kwh/kvarter. Der købes i alt 3880,03kWh strøm i løbet af året. Da el behovet i de to husstande er på 10 060,38 kwh er det altså muligt at dække 6180,08 kwh strøm i de to husstande ved hjælp af DACHS anlægget. Det svarer til 61,43 % af den samlede le forbrug i de to husstande. 4.13.2 Varmetank 70 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under det 54kWh, da det også skal være muligt at tømme varmetanken i mindst en time i vintermånederne hvor det maksimale forbrug i nogle timer kommer over det 10,5kWh. Tanken fyldes op til 66,5kWh og tømmes til ca. 3,5kWh. Tabel 4-23: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 70Wh fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 5 % med to husstande tilsluttet til anlægget. Tank kapacitet 70kWh = 1500l El produktion 17109,73 17107,08 17107,08 17107,08 17109,73 17108,40 [kwh] El salg [kwh] 11791,69 11785,99 11670,29 11377,28 10750,57 10834,78 El køb [kwh] 4742,35 4739,30 4623,59 4330,58 3701,23 3786,75 Varme produktion 33896,63 33891,38 33891,38 33891,38 33896,63 33894,00 [kwh] Antal start stop 815 747 729 605 395 373 Drifts tid [h] 3228,25 3227,75 3227,75 3227,75 3228,25 3228 Øvre grænse 95 95 95 95 95 95 [%] Nedre grænse 5 5 5 5 5 5 [%] El grænsen 0,12 0,16 0,2 0,3 0,5 0,6 Den el grænse for hvilken husstanden køber mindst strøm er el grænse > 0,5 kwh/kvarter. Der købes i alt 3701,23kWh strøm i løbet af året. Da el-behovet i de to husstande er på 10 060,38 kwh er det altså muligt at dække 6359,15kWh strøm i de to husstande ved hjælp af DACHS anlægget. 111

Driftsstrategier 4.13.3 Varmetank 23 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under det 12 kwh, da det også skal være muligt at tømme varmetanken i mindst en time i vintermånederne hvor det maksimale forbrug i nogle timer kommer over 12kWh. Tabel 4-24: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 23Wh fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 %, med to husstande tilsluttet til anlægget. Tank kapacitet 23,2kWh = 500l El produktion 17088,53 17088,53 17088,53 17087,20 17089,85 17089,85 [kwh] El salg [kwh] 12815,32 12790,26 12850,63 12566,03 12528,68 12510,66 El køb [kwh] 5787,17 5762,12 5822,48 5539,21 5499,21 5481,19 Varme produktion 33854,63 33854,63 33854,63 33852 33857,25 17089,85 [kwh] Antal start stop 1183 1163 1155 1095 1047 1042 Drifts tid 3224,25 3224,25 3224,25 3224 3224,5 3224,5 Øvre grænse [%] 98 98 98 98 98 98 Nedre grænse 30 30 30 30 30 30 [%] El grænsen 0,12 0,16 0,2 0,3 0,5 0,6 Der købes mindst strøm ved en el grænse > 0,6kWh/kvarter. Der købes i alt 5481 kwh strøm fra el nettet. 112

Driftsstrategier 4.14 Tre huse (Strategi 3) I dette afsnit undersøges der hvad der sker når tre husstande med identiske el og varmeforbrug tilsluttes anlægget med den samme el-styring som den der bliv udført for en husstand. Der afprøves med flere el grænser. El grænseværdier der bruges er tre gange større i forholdt til 1 hus tilsluttet anlægget. Det er fordi at grænserne vil komme de samme antal gange som vil den undersøgelse jeg har lavet for hus 1, men det vil være tre gange større. 4.14.1 Varmetank 232 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet til < 202 kwh. Tabel 4-25: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 232kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 20 % med tre husstande tilsluttet til anlægget. Tank kapacitet 232kWh = 5000l El produktion 25722,23 25722,23 25722,23 25722,23 25701,03 25701,03 [kwh] El salg[ kwh] 16750,55 16738,44 16602,77 16533,62 16288,06 16296,07 El køb [kwh] 6118,90 6106,78 5971,12 5901,96 5677,61 5685,62 Varme produktion 50959,13 50959,13 50959,13 50959,13 50917,13 50917,13 [kwh] Antal start stop 476 471 451 437 237 236 Drifts tid [h] 4853,25 4853,25 4853,25 4853,25 4849,25 4849,25 Øvre grænse [%] 95 95 95 95 95 95 Nedre grænse[[%] 20 20 20 20 20 20 El grænsen 0,18 0,24 0,3 0,45 0,75 0,9 Der købes mindst strøm når el grænse er > 0,75kWh /kvarter. Der købes i alt 5677,61 kwh. Der el behovet er på 15090,57kWh er det altså muligt at dække 9412,96 kwh af strøm behovet i de tre husstande ved hjælp af DACHS anlæggets produktion. 113

Driftsstrategier 4.14.2 Varmetank 70 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanke kommer på < 48 kwh. Tabel 4-26: Viser simulationen af anlæggets drift ved det forskellige el grænser, en varme tank på 70kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 30 % med tre husstande tilsluttet til anlægget. Tank kapacitet 70kWh = 1500l El produktion 25637,43 25637,43 25637,43 25649,35 25649,35 25637,43 [kwh] El salg [kwh] 16618,71 16627,36 16510,65 16421,06 16042,13 16122,98 El køb [kwh] 6071,86 6080,51 5963,80 5874,20 5483,35 5576,12 Varme produktion 50791,13 50791,13 50791,13 50791,13 50814,75 50791,13 [kwh] Antal start stop 478 477 462 451 320 322 Drifts tid [h] 4837,25 4837,25 4837,25 4837,25 4839,5 4837,25 Øvre grænse 95 95 95 95 95 95 [%] Nedre grænse 30 30 30 30 30 30 [%] El grænsen 0,18 0,24 0,3 0,45 0,75 0,9 Der købes mindst strøm når el grænsen er > 0,75kWh /kvarter.. Der købes i alt 5483,35 kwh strøm fra el nettet. Der el behovet er på 15090,57kWh er det altså muligt at dække 9607,22 kwh af strøm behovet i de tre husstande ved hjælp af DACHS anlæggets produktion. Anlægget startes også flere gange fordi indholdet i varmeakkumuleringstanken er ved at blive tom, men også nogle gange fordi el grænsen forekommer. 114

Driftsstrategier Figur 4-23: Viser hvornår anlægget er i drift når el grænsen er > 0,75kWh/ kvarter med en varmetank på 70 kwh i løbet af januar måned. Som man kan se på figur 4-23. er anlægget næsten i drift hele januar måned. Det er fordi at varmeakkumuleringstankens indhold kan både vokse og falde og derfor fyldes varmeakkumuleringstanken langsommere op. Anlægget startes 4 gange fordi indholdet i varmeakkumuleringstanken er ved at komme tæt på den nedre tømningsgrænse. De blå pille viser hvor anlæggets startes af den nedre tømningsgrænse (indholdet i varmetanken tæt på nedre tømningsgrænse). De steder hvor der ikke er pille startes anlægget af el grænsen. Anlægget starter altså 8 gange i løbet af januar måned. I februar måned er anlægget altid i drift, og der købes kun strøm i de perioder hvor elforbruget i husstanden er større en anlæggets strøm produktion. Figur 4-24: Viser hvornår anlægget er i drift når el grænsen er > 0,75kWh /kvarter med en varmetank på 70 kwh i løbet af en uge i juni måned. 115

Driftsstrategier Anlægget bliver udelukkende tænd fordi der forekommer en el grænser og indholdet i varmetanken er kommet under 48 i løbet af den viste uge i juli måned. Anlægget starter 7 gange i løbet af en uge, men er ikke i drift i lang tid pga. varmeforbruget husstanden har om sommeren. 4.15 Diskussion af resultater Som man kunne se ud fra resultaterne ændre den etablerede el styring væsentlig på kørselsmønster af DACHS- anlægget også når der er tilsluttet flere end en husstand til anlægget. Der forekommer flere start/ stop af anlægget ved det små grænser, da disse grænser forekommer oftere end det større grænser. Det er muligt at dække op til ca.65 % af husstandens el-forbrug ved hjælp af anlæggets el-produktion. Der købes mindre strøm i forholdt til den ustyrede strategi. 116

Driftsstrategier 4.16 El akkumulering og en el grænse Strategi 4 I Danmark er det ikke tilladt, at bruge el nettet som en slags buffer, dvs. de er ikke muligt at gemme strøm på nettet til senere brug. I denne her strategi vil jeg gerne undersøge hvordan driften af DACHS anlægget ville være hvis det var tilladt at bruge nettet som buffet og gemme strømmen til senere brug. I stedet for at bruge nettet som buffer og gør noget som ikke er tilladt kan man f.eks. bruge en el bil(vehicle-to-grid også kaldt for V2G). Med denne type el bil har man altså mulighed for at gemme strømmen som husstanden ikke har brug for i en kortere periode(enkelt sagt oplader man bilens batteri når husstanden ikke har brug for al den strøm som MKV producerer). Bilens batteri bruges altså til at opbevare strømmen som husstanden ikke har brug for. Når anlægget slukkes aflades batteriet og husstanden forbruger strømmen fra bilen i stedet for at købe den fra el-nettet. Når der ikke er mere strøm i batteriet og anlægget ikke er i drift begynder man at købe strøm fra el-nettet for at dække husstandens elforbrug. Der forudsættes altså at husstanden har en el bil hvor der er muligt at gemme strøm i kortere perioder og bruge den når anlægget er ikke i drift. Der ses bort fra alle de tab ved denne lagring. Strategien er en viderebyggelse af strategi nummer 3 hvor den eneste forskel er at men i denne strategi har en el akkumuleringstank og har mulighed for at gemme strømmen i en kort periode. El akkumuleringstank fyldes op til dens maksimale værdi. Først når el akkumuleringstank er fyldt op, begynder man at sælge den overskyldende strøm til nettet. Der er ingen salg til el nettet så længe el akkumuleringstank fyldes op. Indholdet i el akkumuleringstanken beregnes på samme måde som indholdet i varmeakkumuleringstanken både vil fyldning og tømning af el-tanken. 117

Driftsstrategier Start Read data from files Start dachs Heatacc tank is full Yes Stop dachs Consumate heat from heatacc. tank No Accumulate heat Heatacc tank is full Yes Heatacc limit & elconsumption limit triggers activated No Yes No Heatacc tank empty Yes Accumulate electricity No Consumate el El prod < Elcons Yes Consumate el from el tank or bye el from elacc. tank Elacc tank is full No Yes Sell el El tank empty Yes Buy el No Yes No Yes Is there Is there more data? more data? No Display results No 118 End Figur 4-25: Flowchart strategi 4

Driftsstrategier Jeg vil starte med at undersøge hvordan driften af anlægget ville være, hvis man gemmer en time af anlægget el produktion (5,3kWh) og bruger den gemte strøm når anlægget bliver slukket. Der sørges for at varmebehovet i husstanden altid bliver dækket. Der forventes at el produktionen ved alle størrelser af varmetanken bliver den samme som ved simulationer der er blevet udført i strategi 3 ved den samme el grænse, og at el købet bliver mindre, da man nu har en el-akkumuleringstank, hvor en time af anlæggets produktion kan gemmes dvs. 5,3 kwh. Varmetanke flydes og tømmes til de samme niveauer som ved strategi 3. Det kan dog ikke forventes at den optimale el grænse vil være den samme som ved strategi 3. Det er fordi, at når anlægget slukkes og el-akkumuleringstank tømmes har man ikke det samme elforbrug hver gang, dvs. nogle gange vil el-akkumuleringstank tømmes hurtigere og andre gange langsommere, afhængig af elforbruget i husstanden på tømningstidspunktet. Elforbruget vil også være forskelligt og varierende og derfor kan man ikke regne med at man får den samme optimums grænse som ved strategi 3. Det forventes at el salg bliver mindre ved alle størrelser af varmeakkumuleringstanke, da man først begynder at sælge strøm når indholdet i el-tanken er kommet til maksimum hver gang anlægget starter. Da anlægget vil starte flere gange i løbet af et år vil man sælge mindre strøm i forhold til andre strategier. Hvor hurtig el-tanken fyldes op afhænger af det elforbrug husstanden har på fyldningstidspunktet. Hvis forbruget er lav vil tanken fyldes hurtig op og dermed vil man begynde at sælge strøm hurtigere, og omvendt hvis el forbruget er lidt større i det perioder hvor tanken fyldes op, vil man begynde at sælge strøm på et senere tidspunkt, end ved hurtig fyldning af tanken. Ved alle tank størrelser startes der med en tom tank. Der afprøves med flere el grænser. El grænserne er lidt forskellige fra dem i strategi 3. Den mindste el grænse er på 0,1 kwh da det har vist sig i strategi 3 at man aldrig finder den mest optimale el grænse under 0,1kWh. 119

Driftsstrategier 4.16.1 Varmetank 232 kwh Værdien for tank tømning er < 179kWh, dvs. at man først kan reagere på el grænsebetingelsen når tanken er tømt til en værdig der er mindre end 179kWh. Tabel 4-27: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232 kwh, fyldningsgrænse på 80 %, tømnings grænse på ca.3,5kwh og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. Tank kapacitet 232kWh = 5000l El produktion 8632,37 8629,72 8632,37 8632,37 8632,37 8632,37 [kwh] El salg[ kwh] 4231,41 4061,65 3984,13 3975,08 3969,33 3976,56 El køb [kwh] 634,38 466,34 387,24 378,20 372,44 379,68 Varme produktion 17101,88 17096,63 17101,88 17094 17101,88 17101,88 [kwh] Antal start stop 1011 786 421 385 365 365 Drifts tid [h] 1628,75 1628,25 1628,75 1628,75 1628,75 1628,75 Øvre grænse [%] 80 80 80 80 80 80 Nedre grænse[%] 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 El tanks kapacitet 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 [kwh ] El grænsen 0,1 0,15 0,25 0,3 0,35 0,45 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 5,15 anlægget er ikke i drift 4,22 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift Som man kan se ud fra tabellen køber man mindst strøm ved en el grænse > 0,35 kwh. Der købes i alt 372,44 kwh strøm i løbet af et år. Da elbehovet i husstanden er på 5030,19 kwh er det altså muligt at dække 4657,75 kwh af strøm forbruget i husstanden ved hjælp af DACHS anlæggets produktion. Det svarer til 92,6 %. Der sælges også mindre strøm ved alle el grænser i forhold til de andre strategier, da man først begynder at sælge strøm når el akkumuleringstanken er fyldt op til de 5,3kWh. Driftstiden af anlægget ændrer sig ikke så meget, men man får dog flere starter ved de mindre grænser da de forekommer flere gange end de lidt større. På den næste side, kan man se hvornår anlægget er i drift, hvordan indholdet i el og varmetanken varierer samt husstandens el forbrug i løbet af en uge i januar måned. 120

Driftsstrategier Figur 4-26: Viser hvornår anlægget er i drift,indholdet i el og varmetanken samt el forbrug i løbet af en uge i januar måned (varme tank 232kWh, el tank 5,3kWh, og elgrænse > 0,35kWh/kvarter) 121

Driftsstrategier Som man kan se på figur 4-26 køber man aldrig strøm i løbet af den viste uge da indholdet i el tanken aldrig er lige med 0. På figuren er det også muligt at se hvornår el forbruget i husstanden kommer over 0,35kWh som er den el grænse for hvilket anlægget skal tændes hvis det ikke er i drift. Den første lille top man kan se på figuren har en værdi på 0,2975kWh og er altså mindre end vores el grænse (kvarter nr. 27) De første to gange elforbruget i husstanden kommer over det 0,35kWh er anlægget i drift. ( forbrug 0,595kWh efterfulgt af el forbrug på 1,1875kWh). I ca. 124 kvarter har vi igen en lille top men der er forbruget mindre end 0,35kW ). I kvarter nr. 102 er indholdet i varmeakkumuleringstanken nået maksimum og anlægget stoppes. Anlægget kommer i drift igen i kvarter nr. 165. fordi indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under 179kWh og der er et elforbrug som er større end 0,35 kw og er på ca. 0,6 kw Indholdet i el-tanken vokser igen og fyldes op til de 5,3kWh. Mens anlægget er i drift er indholdet i el-tanken, når den er fyldt op altid på 5,3kWh, og begynder først at tømmes når anlægget ikke er i drift mere. I Januar måned køber man aldrig strøm ved en el grænse > 0,35 da anlægget har nogle langvarige driftsperioder pga. det varmeforbrug husstanden har i denne måned. Når anlægget ikke er i drift tømmes varmetanken hurtigere (pga. højt varmeforbrug) og når anlægget starter er indholdet i varmetanken lavere end f.eks. ved den samme situation i sommer månederne. Når anlægget starter dvs. er i drift igen vil indholdet i varmetanken fyldes langsommere op (end f.eks. om sommeren) da varmeforbruget i husstanden er stor i denne måned. Samtidig er det muligt når anlægget ikke er i drift at dække det elforbrug husstanden har ved hjælp fra el-akkumuleringstanken inden indholdet i varmetanken er nået til < 179 og el grænse betingelsen bliver opfyldt, dvs. inden anlægget kommer i drift igen. Man kan med andre ord sige at når anlægget ikke er i drift forekommer der forholdsvis mindre elforbrug der kan dækkes af de indhold man har i el-akkumuleringstanken samtidig med at grænse betingelsen bliver opfyldt inden indholdet i el akkumuleringstanken bliver 0. I februar måned køber man kun 1,525kWh da el akkumuleringstanken bliver tømt flere gange et kvarter før el grænsebetingelsen bliver opfyldt. 122

Driftsstrategier I løbet af marts måned køber man aldrig strøm, da man hver gang får opfyldt grænsebetingelsen (og indholdet i varmetanken er < 179kWh) før el- akkumuleringstanken bliver tom. Der købes ikke strøm i april måned. Hver gang el-tanken er, ved at være tom bliver grænsebetingelsen opfyldt. I maj måned har vi et forholdsvis lille varmeforbrug og derfor tømmes varmeakkumuleringstanken meget langsomt og selv om grænse betingelsen bliver opfyldt samtidig med at indholdet i varmetanken kommer under det 179kWh, har anlægget forholdsvis korte driftsperioder da varmetankens indhold til at starte med er høj (selv om anlægget ikke er i drift i f.eks. 87 kvarter tømmes varmetanken kun til f.eks. kun 165 inden grænsebetingelsen bliver opfyldt og anlægget startes igen se figur 4-27 indholdet i varmetanken). Når anlægget starter igen har vi igen et beskedent varmeforbrug og derfor vil varmetanken fyldes hurtigt op. El grænsen vil også forekomme færre gange da elforbruget i husstanden kun få gange er større end el grænsen. (se figur 4-27 el forbrug). 123

Driftsstrategier Figur 4-27: Viser hvornår anlægget er i drift, indholdet i el og varmetanken og el forbrug i løbet af 3 dage i maj måned ( kvartal 12098-12385) med en varmetank på 232kWh, en elgrænse >0,35 kwh/kvarter og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. 124

Driftsstrategier Det er altså ikke muligt at dække elforbruget husstanden har i maj måned ved hjælp af el tanken da varmeakkumuleringstanken tømmes langsommere end i vinterperioden og el grænsen forekommer ikke så tit. De tog 35 40 kvarter før indholdet i varmeakkumuleringstanken kom under 179kWh. Derfor købes der mere strøm end i de andre måneder. Der købes i alt 30,85kWh strøm i løbet af maj måned. I juni måned køber husstanden 77, 03kWh el fra nettet. Dette gøres fordi vi har en lignende situation som i maj måned med et beskedent varmeforbrug og et el forbrug som ikke så tit kommer over de 0,35kWh. El akkumuleringstanken bliver kun få gange fyldt op, da anlægget ikke er i drift i så lange perioder af gangen. Dette betyder også at man ikke sælger så meget strøm i juni måned. I juli og august køber man 163,5 kwh strøm. Igen har man længere perioder hvor anlægget ikke er i drift og el grænsen ikke kommer. El tanken fyldes op nogle enkelte gange. I september måned har husstanden stadigvæk lavt varmeforbrug og derfor har vi den samme situation som i maj måned og i de 3 sommermåneder. Da købes dog lidt mere strøm når anlægget ikke er i drift da el forbruget i september er større end i juni. Der købes i alt 96,93kWh. I oktober måned køber man strøm kun en gang, mens i november og december købes da aldrig strøm da el grænsebetingelsen bliver opfyldt. I oktober måned køber husstanden 2,58kWh strøm fra nettet. 125

Driftsstrategier 4.16.2 Varmetank 70 kwh Her vises resultater af simuleringer med en varmetank på 70kWh. Værdien for tank tømning er < 50kWh, dvs. der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under de 50 kwh. Tabel 4-28: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70 kwh, fyldningsgrænse på 80 %, tømnings grænse på ca.3,5kwh og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. Tank kapacitet 70 kwh El produktion 8564,80 8560,82 8566,12 8567,45 8567,45 8567,45 [kwh] El salg [kwh] 4083,85 3976,32 3910,08 3907,54 3992,21 4000,76 El køb [kwh] 551,82 447,53 379,14 375,58 460,25 468,81 Varme produktion [kwh] 16968 16960,13 16970,63 16 973,25 16 973,25 16 973,25 Antal start stop 1100 826 422 386 374 374 Drifts tid [h] 1616 1615,25 1616,25 1616,5 1616,5 1616,5 Øvre grænse 80 80 80 80 80 80 [%] Nedre grænse 5 5 5 5 5 5 [%] El grænsen 0,1 0,15 0,25 0,3 0,35 0,45 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter [kwh] 2,58 Anlægget er ikke i drift 1,85 anlægget er ikke i drift 5 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift Man køber mindst strøm ved en el grænse som er større end 0,3kWh. Der købes i alt 375,58kWh strøm i løbet af et år. Som forventet er el og varmeproduktionen ens ved den samme el grænse i både strategi 3 og 4. I både strategi 3 og strategi 4 er el produktionen ved en el grænse større end 0,1kWh 8564,80 kwh og varmeproduktionen er på 16 968 kwh. 126

Driftsstrategier 4.16.3 Varmetank 23 kwh Værdien for tank tømning er < 12kWh, dvs. der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under de 12 kwh. Varmetanken fyldes op til 98 % af dens maksimale indhold, og tømmes til 20 % af dens maksimale indehold. Tabel 4-29: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23 kwh, fyldningsgrænse på98 %, tømnings grænse på 20 % og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. Tank kapacitet 23,2kWh El produktion 8548,90 8543,60 8543,60 8543,60 8543,60 8543,60 [kwh] El salg [kwh] 4545,48 4377,49 4303,58 4394,78 4398,45 4402,43 El køb [kwh] 1031,65 864,08 790,17 881,37 885,04 889,02 Varme produktion 16936,50 16 926,00 16 926,00 16 926,00 16 926,00 16926,00 [kwh] Antal start stop 867 827 770 753 746 746 Drifts tid 1613 1612 1612 1612 1612 1612 Øvre grænse [%] 98 98 98 98 98 98 Nedre grænse 20 20 20 20 20 20 [%] El grænsen 0,1 0,15 0,25 0,3 0,35 0,45 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter [kwh] 4,88 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift Man køber mindst strøm ved en el grænse som er større end 0,25kWh. Der købes i alt 790,17kWh i løbet af et år. Strøm i løbet af et år. Igen kan man se at driftstiden af maskinen ændre sig ikke markant selv om man har en anden el grænse og at man sælger mindre strøm i forhold til de andre 3 strategier. Som forventet er el og varmeproduktionen ens ved den samme el grænse i både strategi 3 og 4 for den samme størrelse af varmetanken. 127

Driftsstrategier Figur 4-28: Viser strøm købet i husstanden i løbet af året, husstandens el forbrug samt hvormeget af strømmen i husstanden bliver dækket ved hjlæp af anlæggets produktion. (varmetank 23 kwh, eltank 5,3kWh). 128

Driftsstrategier 4.16.4 Varmetank 14 kwh Værdien for tank tømning er < 7kWh. Tabel 4-30: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 14 kwh, fyldningsgrænse på 98 %, tømnings grænse på 10 % og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. Tank kapacitet 14kWh = 300 l El produktion 8542,27 8542,27 8546,25 8546,25 8546,25 8546,25 [kwh] El salg [kwh] 4152,68 4095,56 4244,09 4249,87 4266,22 4244,60 El køb [kwh] 642,76 585,74 733,33 739,11 755,46 733,84 Varme produktion 16923,38 16923,38 16 931,25 16 931,25 16 931,25 16 931,25 [kwh] Antal start stop 1421 1290 1178 1174 1171 1153 Drifts tid 1611,75 1611,75 1612,5 1612,5 1612,5 Øvre grænse [%] 98 98 98 98 98 98 Nedre grænse 10 10 10 10 10 10 [%] El grænsen 0,1 0,15 0,25 0,3 0,35 0,45 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter [kwh] 2,16 anlægget er ikke i drift 2,26 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift Vi har en lille tank og hvis anlægget ikke tændes fordi grænse betingelsen er opfyldt bliver anlægget tændt da indholdet i varmetanken når den nedre tømningsgrænse. (Dette gælder i de perioder hvor vi har lidt større varmeforbrug). Der købes mindst strøm ved en el grænse som er større end 0,15. Der købes i alt 585,74 kwh strøm i løbet af et år. Figur 4-29: viser el køb fra nettet i løbet af året (varmetank 14kWh, eltank 5,3kWh) 129

Driftsstrategier Jeg har også prøvet at se hvad da sker når man gemmer to timer af anlæggets produktionskapacitet, dvs. hvis det maksimale indhold af el tanken sættes til 10,6kWh. Det har jeg gjort for alle varmetanksstørrelser, men dog kun med en el grænse, altså den el grænse som viste sig at være mest optimal ved sidste simulation, og tank trigger limit er den samme som ved simulationen med en el tank på 5,3 kwh. Tabel 4-31: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, forskellige varmetanke, og en el akkumuleringstank på 10,6 kwh Tank kapacitet 232kWh 70 kwh 23,2 kwh 14 kwh El produktion 8632,37 8567,45 8543,60 8542,27 [kwh] El salg [kwh] 3932,81 3866,56 3856,96 3845,59 El køb [kwh] 341,23 339,90 348,33 341,06 Varme produktion 17101,88 16 973,25 16 926,00 16923,38 kwh Antal start stop 365 386 770 1290 Drifts tid [h] 1628,75 1616,5 1612 1611,75 Øvre grænse 80 80 98 98 [%] Nedre grænse 1,5 5 20 10 [%] El grænse 0,35 0,3 0,25 0,15 El tank kapacitet [kwh] 10,6 10,6 10,6 10,6 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter [kwh] 10,6 anlægget er i drift 10,6 anlægget er i drift 4,7725 anlægget er ikke i drift 7,56 anlægget er ikke i drift. Som man kan se ud fra tabellen er det muligt yderligere at reducere el køb og el salg hvis man gemmer to timer af anlæggets el produktion og forbruger den når anlægget ikke er i drift. Når man har mulighed for at gemme to timer af anlæggets el produktion, er reduktionen af strøm købet større når de mindre varmetanke er tilsluttet til anlægget i forhold til de større tanke, dvs. da købes ikke meget mindre strøm når man kan gemme to timer af anlæggets produktion i forhold til en time ved de større varmetanke. Spørgsmålet er så hvorfor man opnår en større besparelse i form af det mindre strøm køb ved de mindre tanke? Med en varmetank på 232kWh og en el tank på 10,6kWh køber man i maj måned kun 1.325 kwh strøm da det næsten altid er muligt at dække el forbruget i husstanden ved 130

Driftsstrategier hjælp af el tanken. Det er den eneste markante forskel i forhold til når man gemte en time af anlægget el produktion og købte 30,86 kwh i maj måned. Med en varmeakkumuleringstank på 23,2 kwh og en el tank på 10,6kWh køber man ikke strøm før maj måned da det er muligt at dække strømforbruget i husstanden ved hjælp af el tanken når anlægget ikke er i drift. Da man havde mulighed for at gemme en times el produktion købte man i alt 110,1025kWh strøm i løbet af årets første fire måneder. I maj juni, juli og august købes der i alt 247,15kWh når man kan gemme to timer af el produktionen, hvor man med en times produktion købte 425kWh i løbet af disse måneder. Forklaringen er altså at el købet falder tilfældigt ud afhængig af driftstidspunktet i forhold til elforbruget. 131

Driftsstrategier 4.17 Diskussion Da anlægget ikke kan registreres efter el afgiftsloven og man skal forære strømmen til net selskaberne, er det en god ide at have en el akkumuleringstank som ved simulationen i strategi 4, med den betingelse at man ikke kan sælge strøm før el tanken er fyldt op. På den møde vil man forære mindre strøm gratis til el nettet. Der købes mindre strøm når man har mulighed for at gemme en time af anlæggets el produktion, og bruge den senere når anlægget ikke er i drift. Strøm købet kan reduceres yderligere hvis man gemmer to timer af anlæggets el produktion. Det er muligt at dække op til ca. 93 % af husstandens elforbrug når man bruger en elbil som lager. Hvis man antager at husstanden har en elbil og et mikrokraftvarmeanlæg, kan el bilen bruges til at forbedre økonomien af mikrokraftvarmeanlæg, da man i stedet for at sælge strømmen gratis kunne bruge den til at køre i elbilen. Strømmen som produceres på et mikrokraftvarmeanlæg er ca. 2 gange billigere end den strøm man køber fra nettet. Som forventet har vi den samme driftstid af maskinen ved ens grænser både i strategi 3 og 4. Kun el købet og el salget ændrer sig i strategi 4 i forholdt til strategi 3 ved den samme el grænse. Man kan også se at der købes mere strøm ved alle størrelse af tanke i løbet af perioden fra maj til og med september. Dette skyldes det beskedne varmeforbrug husstanden har. 132

Driftsstrategier 4.18 To huse (strategi 4) I dette afsnit undersøges der hvad der sker når to husstande med identisk el og varmeforbrug tilsluttes anlægget med den samme el styring som den der bliv udført for en husstand. Der afprøves med flere el grænser. Der gemmes en time af anlæggets el produktion. Når der tilsluttes flere end en husstand til anlægget kan man også have den situation at el elforbrug bliver større end det der produceres når anlægget er i drift. Når det sker forbruger man først det strøm man har i el akkumuleringstanken. Når el tanken er tom køber man strøm. (så længe el-produktionen er mindre end forbruget). Når det ikke er tilfælde akkumulere man el igen og begynder at sælge strøm først når el tanken er fyldt op. Dette kan ses på næste figur. El forbrug >el produktion kan ses i den sorte boks på figuren. El-akkumulering er gul. Figur 4-30: Viser at el tanken også kan tømmes mens anlægget er i drift (Elforbrug > el produktion kvarter nr. 73 til 76) 133

Driftsstrategier 4.18.1 Varmetank 232 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under 208kWh. Tabel 4-32: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232Wh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 10 % med to husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. Tank kapacitet 232kWh El produktion 17185,25 17185,25 17185,25 17178,63 17174,65 17153,45 [kwh] El salg[ kwh] 9073,53 9145,08 9079,21 8900,27 8804,30 8897,91 El køb [kwh] 1952,40 2023,94 1958,07 1782,02 1690,03 1810,14 Varme produktion 34046,25 34046,25 34046,25 34033,13 34025,25 33983,25 [kwh] Antal start stop 791 758 714 586 367 336 Drifts tid [h] 3242,5 3242,5 3242,5 3241,25 3240,5 3236,5 Øvre grænse [%] 95 95 95 95 95 95 Nedre grænse[[%] 10 10 10 10 10 10 El grænsen 0,12 0,16 0,2 0,3 0,5 0,6 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 3,74 anlægget er ikke i drift 3,74 anlægget er ikke i drift 3,74 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift Den el grænse for hvilken husstanden køber mindst strøm er el grænse > 0,5kWh/kvarter. Der købes i alt 1690,03kWh strøm i løbet af året. Da el behovet i de to husstande er på 10 060,38 kwh er det altså muligt at dække 8730,35kWh strøm i de to husstande ved hjælp af DACHS anlægget. Det svarer til 83,2 % af den samlede el forbrug i de to husstande. Med en el grænse > 0,5 købes der i alt 804,5 kwh strøm i perioden fra maj til og med september. 134

Driftsstrategier 4.18.2 Varmetank 70 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under 54kWh. Tabel 4-33: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70Wh fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 5 % med to husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh Tank kapacitet 70kWh El produktion 17109,73 17107,08 17107,08 17107,08 17108,40 17108,40 [kwh] El salg [kwh] 9014,22 9065,35 8981,12 8809,07 8141,21 8141,21 El køb [kwh] 1970,17 2022,09 1937,86 1765,82 1098 1098 Varme produktion 33896,63 33891,38 33891,38 33891,38 33894,00 33894,00 [kwh] Antal start stop 815 747 729 605 365 365 Drifts tid [h] 3228,25 3227,75 3227,75 3227,75 3228 3228 Øvre grænse [%] 95 95 95 95 95 95 Nedre grænse 5 5 5 5 5 5 [%] El grænsen 0,12 0,16 0,2 0,3 0,7 0,8 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 5,3 anlægget er i drift 3,445 anlægget er ikke i drift 3,445 anlægget er ikke i drift 3,445 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift I intervallet fra 0,7kWh til 0,83kWh findes der et fladt minimum for hvilket da købes mindst strøm. Ved hver grænse i dette interval køber husstanden 1098kWh strøm i løbet af året. Da el-behovet i de to husstande er på 10 060,38 kwh er det altså muligt at dække 8936,35kWh strøm i de to husstande ved hjælp af DACHS anlægget (84,5 %). Da findes altså ikke kun en el grænse hvor man købet mindst strøm. Med en el grænse > 0,84kWh/kvarter køber husstanden 1364 kwh strøm i løbet af et år. Der købes i alt 1098 strøm i løbet af året. 135

Driftsstrategier 4.18.3 Varmetank 23 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under 12 kwh. Tabel 4-34: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23Wh fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 % med to husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh Tank kapacitet 23,2kWh El produktion 17088,53 17088,53 17088,53 17087,20 17089,85 17089,85 [kwh] El salg [kwh] 9399,70 9369,89 9415,25 9346,58 9419,79 9382,28 El køb [kwh] 2377,49 2347,23 2393,23 2325,49 2396,90 2358,74 Varme produktion 33854,63 33854,63 33854,63 33852 33857,25 17089,85 [kwh] Antal start stop 1183 1163 1155 1095 1047 1042 Drifts tid 3224,25 3224,25 3224,25 3224 3224,5 3224,5 Øvre grænse [%] 98 98 98 98 98 98 Nedre grænse 30 30 30 30 30 30 [%] El grænsen 0,12 0,16 0,2 0,3 0,5 0,6 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 5,3 anlægget er i drift 4,85 anlægget er ikke drift 4,85 anlægget er ikke drift 4,46 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift Den el grænse for hvilken husstanden køber mindst strøm er el grænse > 0,3 Der købes i alt 2325,5 kwh strøm i løbet af året. Da el behovet i de to husstande er på 10 060,38 kwh er det altså muligt at dække 7734,88 kwh strøm i de to husstande ved hjælp af DACHS anlægget. Med en el grænse > 0,3 købes der i alt 1461,41 kwh strøm i perioden fra maj til og med september. 136

Driftsstrategier 4.19 Tre huse (strategi 4) I dette afsnit undersøges der hvad der sker når tre husstande med identiske el og varmeforbrug tilsluttes anlægget med den samme el styring som den der bliv udført for en husstand. Der afprøves med flere el grænser. Der gemmes en time af anlæggets el produktion. 4.19.1 Varmetank 232 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under 202 kwh. Tabel 4-35:Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 232kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 20 % med tre husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh Tank kapacitet 232kWh El produktion 25722,23 25722,23 25722,23 25722,23 25701,03 25701,03 [kwh] El salg[ kwh] 14028,64 14024,48 13907,76 14026,11 14311,26 14323,58 El køb [kwh] 3403,05 3398,98 3281,97 3408,76 3710,01 3721,21 Varme produktion 50959,13 50959,13 50959,13 50959,13 50917,13 50917,13 [kwh] Antal start stop 476 471 451 437 237 236 Drifts tid [h] 4853,25 4853,25 4853,25 4853,25 4849,25 4849,25 Øvre grænse [%] 95 95 95 95 95 95 Nedre grænse[[%] 20 20 20 20 20 20 El grænsen 0,18 0,24 0,3 0,45 0,75 0,9 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift Der købes mindst strøm ved en el grænse > 0,3kWh/kvarter. I perioden fra maj til og med september købes da i alt 1897,97 kwh strøm til de 3 husstande. Der laves yderligere to simulationer hvor man har mulighed for at gemme to og tre timer af anlægget el-produktion. Simulationerne udføres med den el grænse, som har vist sig at være den bedste ved simulationen med en el tank på 5,3kWh (el grænse større end 137

Driftsstrategier 0,3kWh/kvarter). Tank trigger limit samt øvre og nedre tømningsgrænse er den samme som ved den sidste simulation. Tabel 4-36: Viser simulationen af anlæggets drift ved el grænsen større end 0,3kWh/kvarter, en varme tank på 232kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 20 % med to husstande tilsluttet til anlægget og forskellige el akkumuleringstanke. Varme tank Sim. nr.1 Sim. nr.2 232kWh El produktion 25722,23 25722,23 [kwh] El salg[ kwh] 12236,72 11739,66 El køb [kwh] 1631,34 1193,70 Varme produktion 50959,13 50959,13 [kwh] Antal start stop 451 437 Drifts tid [h] 4853,25 4853,25 Øvre grænse [%] 95 95 Nedre grænse[[%] 20 20 El grænsen 0,3 0,3 El tank kapacitet [kwh] 10,6 15,9 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 10,6 anlægget er i drift 15,9 anlægget er i drift Som man kan se ud fra tabellen er det muligt at reducerer el købet yderligere når man har mulighed for at gemme 2 og tre timer af anlæggets el produktion. På de næste figurer vil jeg vise hvor meget strøm husstanden køber når det er muligt at gemme en og to timer af anlæggets produktion i løbet af 11 kvarter. 138

Driftsstrategier Figur 4-31:Viser husstandens el forbrug, indholdet i eltanken og el køb når eltankkapacitet er på 5,3 kwh.. 139

Driftsstrategier Figur 4-32: Indholdet i eltanken og el køb når eltankkapacitet er på 10,6 kwh. El tanken på 5,3 kwh tømmes hurtigere end en eltank på 10,6 kwh og derfor køber man også mere strøm når anlægget ikke er i drift i den viste periode. Det væsentlige er dog at man på begge figurer kan se at tømning af eltanken sker meget hurtig. F.eks. bliver el tanken på 10,6kWh tømt i løbet af 8 kvarter (2 timer)og at man i løbet af en time tømmer tanken for 9 kwh(kvarter5-9). En typisk el bil kan oplade og aflade med 2,5-3 kw per time. Derfor vil man have brug for en særlig leder i elbilen, samt særlig installation i huset for at kunne oplade og aflede elbilen så hurtig. 140

Driftsstrategier 4.19.2 Varmetank 70 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under 48 kwh. Tabel 4-37:Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70kWh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 30 % med tre husstande tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh Tank kapacitet 70kWh El produktion 25637,43 25637,43 25637,43 25637,43 25649,35 25637,43 [kwh] El salg[ kwh] 13864,18 13862,88 13757,49 13812,93 13636,48 13649,36 El køb [kwh] 3323,50 3321,91 3216,51 3275,69 3083,28 3119,28 Varme produktion 50791,13 50791,13 50791,13 50791,13 50814,75 50791,13 [kwh] Antal start stop 478 477 462 451 320 322 Drifts tid [h] 4837,25 4837,25 4837,25 4837,25 4839,5 4837,25 Øvre grænse [%] 95 95 95 95 95 95 Nedre grænse[[%] 30 30 30 30 30 30 El grænsen 0,18 0,24 0,3 0,45 0,75 0,9 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift Man kan altså se ud fra den overstående tabel at der købes mindst strøm ved en el grænse som er større end 0,7kWh. Der købes i alt 3083,28 kwh i løbet af året når man har mulighed for at gemme en time af anlæggets el-produktion og bruge den når anlægget ikke er i drift. Uden en el akkumuleringstank købte man med en el grænse der er større end 0,75 i alt 5483,35 kwh i løbet af året. 141

Driftsstrategier 4.20 Diskussion Når man har mulighed for at gemme strøm i en periode kan man altså reducerer strøm købet fra el-nette. Dette gælder både når der er 2 og 3 husstande med identisk el og varme forbrug tilsluttet til anlægget. Der kan dækkes ca. 82 % af husstandenes el køb ved hjælp af anlæggets el-produktion. Med en husstand kunne man dække op til ca. 92 %. Hvorfor er det muligt at dække mere af strømforbruget i husstanden når der kun er tilsluttet 1 hus til anlægget? Det er fordi at man aldrig kan komme i de situationer hvor elforbruget bliver større end elproduktionen mens anlægget er i drift. I disse perioder tømmes el-tanken. Når eltanken er tom køber man altså strøm fra nettet selv om anlægget er i drift. Det sker aldrig med en husstand tilsluttet til anlægget. Strøm købet vil stadigvæk være størst i perioden fra maj til september da anlægget har kortere drifts tid end om vinteren og el tanken vil flere gange ikke nå at blive helt fyldt op. Perioder hvor anlægget ikke er i drift er også længere i denne periode end om vinteren pga. de varmeforbrug husstanden har. 142

Driftsstrategier 4.21 El grænser for hver måned Strategi 5 Strategi 5 er en udbygning af strategi 3. Den eneste forskel er at der nu findes en el grænse for hver eneste måned i stedet for en el grænse som er den samme for hele året. Dette gøres for at optimere anlæggets drift endnu bedre end ved strategi 3. Som vi så i strategi 3 var anlægget ikke altid i drift når husstanden havde stort elforbrug i sommer perioden. Derfor vil jeg undersøges om man kan flytte driften af anlægget i løbet af maj måned og om sommeren og placerer den i de perioder hvor el forbruget i husstanden er stor (ved hjælp af el grænsen). Simulationen startes med de gennemsnitlige grænser man har for hver måned. El grænsen for januar måned findes som det el forbrug man har i januar divideret med antal kvarter i januar måned. El grænserne for de andre måneder findes på samme måde. Men det er altså ikke muligt at finde de mest optimale el grænser ved simulationen af strategi 5, da vi i alt har mange mulige el grænsekombinationer. Hvis man skulle finde de mest optimale el grænser, kunne dette gøres ved hjælp af Monte Carlo simulering hvor alle mulige grænsekombinationer kunne afprøves. Dette vil dog kræve meget tid og ligger udenfor projektets mål og afgrænsning. 4.21.1 Varmetank 232 kwh Der kan stadigvæk ikke reageres på el grænsen før varmeakkumuleringstanken har tømt sig til en vis niveau. El forbrugerne i maj, juni, juli og august er næsten ens og derfor vil det gennemsnitlige el grænser også være ens. Den første simulering der udføres er med en varmetank på 232 kwh og de gennemsnitlige el grænser for hver måned. Der udføres i alt 6 simuleringer ved alle størrelser af varmetanke. Den første simulering er dog altid den med gennemsnitlige el grænser. Varmetanke tømmes og fyldes op til de samme niveauer som i strategi 3. Tank trigger limit er også den samme som ved simuleringer i strategi 3 for alle størrelser af varmetanke. Der kan ikke reageres på en el grænse før varmetanken har tømt sig til mindre end 179kWh når vi har en varmetank på 232 kwh. Resultaterne kan ses i tabellen på næste side. 143

Driftsstrategier Tabel 4-38: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige måneds el grænser, en varme tank på 232 kwh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på 1,5 % med en husstand tilsluttet til anlægget. Varme tanks kapacitet 232 kwh El produktion 8629,72 8632,37 8632,37 8632,374 8632,37 8632,37 [kwh] El salg [kwh] 6306,45 5946,90 5962,29 5656,24 5659,31 6118,24 El køb [kwh] 2706,922 2333,58 2360,10 2054,05 2057,13 2516,06 Varme produktion 17096,62 17101,88 17 101,88 17101,87 17101,88 17101,87 [kwh] Antal start 760 544 566 421 421 564 stop Drifts tid [h] 1628,25 1628,75 1628,75 1628,75 1628,75 1628,75 Øvre grænse 80 80 80 80 80 80 [%] Nedre grænse 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 [%] El grænse: 0,16 0,25 0,24 0,31 0,25 0,3 januar februar 0,18 0,25 0,24 0,25 0,25 0,35 marts 0,15 0,25 0,24 0,25 0,25 0,20 april 0,14 0,25 0,24 0,25 0,25 0,19 maj 0,12 0,15 0,13 0,5 0,25 0,13 juni 0,12 0,15 0,13 0,5 0,25 0,14 juli 0,12 0,15 0,13 0,5 0,5 0,13 august 0,12 0,15 0,13 0,5 0,5 0,13 september 0,14 0,25 0,23 0,25 0,25 0,18 oktober 0,13 0,25 0,24 0,25 0,25 0,19 november 0,15 0,25 0,24 0,25 0,25 0,25 december 0,17 0,25 0,24 0,25 0,25 0,3 Ud fra tabellen kan man se at når man starter med de gennemsnitlige el grænser for hver måned køber man meget mere strøm end i strategi 3. I strategi 3 med en el grænse som var > 0,25kWh/kvarter købte man i alt 2086, 80 kwh i løbet af et år. Det gjorde man fordi man var i stand at ramme flest gange de lavere el forbrug når anlægget ikke var i drift. Når man har de gennemsnitlige el-grænser kan man altså ikke ramme de små forbrug flest gange, men man køber også strømmen i nogle perioder hvor forbruget er stort. Derfor har jeg prøvet at se hvad der skete med el købet, hvis el grænserne i maj, juni, juli og august blev sat til > 0,15kWh/kvarter og de andre el grænser til > 0,25kWh/kvarter. I denne periode forekommer el grænser der er større end 0,25kWh 144

Driftsstrategier ikke lige så mange gange som f.eks. i vinterperioden. Derfor er det interessant at se hvad der sker med driften af anlægget og el købet når man sænker el grænser i denne periode. Det viste sig dog ikke at være en god ide i det man købte mere strøm i forholdt til den bedste el grænse i strategi 3. Anlægget fik som forventet flere starter(544) end ved den mest optimale el grænse i strategi 3 hvor anlægget startede 421 gange. Det der skete, når man sænkede el grænser om sommeren er, at anlægget bliv tændt hver gang tank trigger limit kom under 179kWh, man driftstiden af anlægget blev kortere. Anlægget var typisk i drift i 2-4 kvarter af gangen inden varmeakkumuleringstanken bliv fyldt op. I strategi 3 var anlægget typisk i drift i ca. 7 kvarter af gangen før varmeakkumuleringstanken blev fyldt op. Det der skete i løbet af sommeren vises på de næste figurer. Figur 4-33: Viser hvornå anlægget er i drift i løbet af 3 dage i juli måned, når man sænker el grænser i maj, juni, og august til >0,15 kwh / kvarter 145

Driftsstrategier Figur 4-34: Viser hvornå anlægget er i drift i løbet af 3 dage i juli måned, med en el grænse som er ens for alle årets måneder og er > 0,25 kwh / kvarter Som man kan se ud fra de to overstående figurer, får anlægget flere starter i løbet af 3 dage i juli måned når man sænker el grænser i maj juni, juli og august til 0,15kWh/kvarter. Man kan også se at anlæggets driftstid bliver kortere. Det er fordi at anlægget næsten hver gang starter igen, lige så snart trigger limit er opfyldt og dermed får kortere drift. I det tilfælde hvor el grænsen er > 0,25 i juli måned tømmes indholdet i varmetanken i en længere periode end ved en el grænse på 0,15 og derfor får man længere driftstid. Jeg har også prøvet at se hvordan man kunne flytte driften af anlægget i sommerperioden, således at man køber lidt mindre strøm i løbet af året i forhold til strategi 3. Dette kunne man gøre ved at sætte el grænser op (i forhold til strategi 3) i juni, juli og august til 0,5kWh/kvarter og beholder el grænsen > 0,25kWh/kvarter resten af åre. Med disse el grænser køber man mindre strøm, end i strategi 3.( ved en el grænse > 0,25 i hver måned). Der købes i alt 2054 kwh strøm i løbet af året. Det er altså muligt at købe 32,8 kwh mindre strøm når man sætter el grænserne til at være > 0,5kWh / kvarter i de 4 måneder. Driftstiden at anlægget, el og varmeproduktion samt antal start er ens i begge situationer. Hvorfor køber man så mindre strøm når el grænserne er 0,5kWh/kvarter i disse 4 måneder? Det vil jeg vise ved hjælp af to tabeller hvor jeg vil sammenligne driften af anlægget i juli måned fra kvarter nr. 18 213 til 18 224, når der hhv. reageres på en el grænsebetingelsen som er > 0,25kWh/kvarter og el grænse >0,5kWh/kvarter. 146

Driftsstrategier Tabel 4-39: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 0,25 El købet i denne periode er på 3,325 kwh. Kvarter Workingstatus El forbrug [kwh] Indhold i varmetanken [kwh] 18213 1 0,415 172,66 18214 1 0,415 174,95 18215 1 0,415 177,185 18216 1 0,415 179,445 18217 1 0,8325 181,8225 18218 1 0,8325 184,2 18219 0 0,8325 183,9525 18220 0 0,8325 183,705 18221 0 0,415 183,4575 18222 0 0,415 183,21 18223 0 0,415 182,9625 18224 0 0,415 182,715. Tabel 4-40: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 0,5 El købet i denne periode er på 2,075 kwh. Kvarter Workingstatus El forbrug [kwh] Indhold i varmetanken [kwh] 18213 0 0,415 170,04 18214 0 0,415 169,675 18215 0 0,415 169,31 18216 0 0,415 168,945 18217 1 0,8325 171,3225 18218 1 0,8325 173,7 18219 1 0,8325 176,0775 18220 1 0,8325 178,455 18221 1 0,415 180,8325 18222 1 0,415 183,21 18223 1 0,415 185,5875 18224 0 0,415 185,34 147

Driftsstrategier Det man kan se altså er at man ved en el grænse > 0,5kWh/kvarter flytter driften af anlægget. Driften flyttes til en periode hvor elforbruget er lidt større og derfor køber man mindre strøm. Da dette sker flere gange i løbet af juli, men også i de andre 3 måneder, vil man derfor købe mindre strøm end ved en el grænse > 0,25kWh/kvarter. 4.21.2 Varmetank 70 kwh Tabel 4-41: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige måneds el grænser, en varme tank på 70 kwh, fyldningsgrænse på 80 % og tømnings grænse på 5 % med en husstand tilsluttet til anlægget. Varme tanks kapacitet 70 kwh El produktion 8560,82 8566,12 8566,12 8567,45 8567,45 8567,45 [kwh] El salg [kwh] 6229,53 5915,83 5918,01 6304,82 5611,92 6178,46 El køb [kwh] 2698,89 2379,89 2382,07 2767,56 2075,99 2641,19 Varme produktion 16960,13 16970,63 16 970,63 16 973,25 16 973,25 8567,45 [kwh] Antal start 798 548 572 658 422 584 stop Drifts tid [h] 1615,25 1616,25 1616,25 1616,5 1616,5 1616,5 Øvre grænse 80 80 80 80 80 80 [%] Nedre grænse 5 5 5 5 5 5 [%] El grænse: 0,16 0,25 0,3 0,31 0,25 0,3 januar februar 0,18 0,25 0,24 0,4 0,25 0,35 marts 0,15 0,25 0,24 0,18 0,25 0,20 april 0,14 0,25 0,24 0,16 0,25 0,19 maj 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,13 juni 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,14 juli 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,13 august 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,13 september 0,14 0,25 0,23 0,16 0,25 0,18 oktober 0,13 0,25 0,24 0,15 0,25 0,19 november 0,15 0,25 0,24 0,27 0,25 0,25 december 0,17 0,25 0,24 0,31 0,25 0,3 I strategi 3 hvor jeg havde en el grænse for alle året måneder købte man mindst strøm ved en el grænse > 0,25kWh/kvarter. El købet var på 2108,15 kwh. Når man gør det samme for denne varmetank størrelse som man gjorde med en tank på 232 kwh, kan 148

Driftsstrategier man yderligere spare på strøm købet. Når man sætter el grænser i maj, juni, juli og august til 0,5kWh/kvarter og flytter driften af anlægget i løbet af sommerperioden køber man i alt 2075,99 kwh strøm i løbet af et år. Besparelsen er på 32,16 kwh. Når anlægget ikke er i drift, bliver det altid tændt af en el grænse med aldrig pga. at indholdet i varmetanken er nået til den nedre tømningsgrænse. Dette glæder også for varmetanken med et indhold på 232kWh. 4.21.3 Varmetank 23 kwh Tabel 4-42: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige måneds el grænser, en varme tank på 23kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 20 % med en husstand tilsluttet til anlægget. 149

Driftsstrategier Varme tanks kapacitet 23,2 kwh El produktion 8543,60 8543,60 8543,60 8543,60 8543,60 8543,60 [kwh] El salg [kwh] 7005,79 6895,35 6927,79 6968,33 6740,05 6987,02 El køb [kwh] 3492,37 3381,94 3414,37 3454,91 3226,63 3473,61 Varme produktion 16 926,00 16 926,00 16 926,00 16 926,00 16 926,00 16 926,00 [kwh] Antal start 826 807 809 804 770 805 stop Drifts tid [h] 1612 1612 1612 1612 1612 1612 Øvre grænse 98 98 98 98 98 98 [%] Nedre grænse 20 20 20 20 20 20 [%] El grænse: 0,16 0,15 0,3 0,31 0,25 0,3 januar februar 0,18 0,25 0,24 0,4 0,25 0,35 marts 0,15 0,25 0,24 0,18 0,25 0,20 april 0,14 0,25 0,24 0,16 0,25 0,19 maj 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,13 juni 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,14 juli 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,13 august 0,12 0,15 0,13 0,11 0,5 0,13 september 0,14 0,25 0,23 0,16 0,25 0,18 oktober 0,13 0,25 0,24 0,15 0,25 0,19 november 0,15 0,25 0,24 0,27 0,25 0,25 december 0,17 0,25 0,24 0,31 0,25 0,3 I strategi 3 hvor alle grænser for hver måned var ens købte man mindst strøm ved en el grænse > 0,25kWh/kvarter. El købet var på 3261,10 kwh. Når man gør det samme for denne varmetank størrelse som man gjorde med en tank på 232 kwh, kan man yderligere spare på strøm købet. Når man sætter el grænser i maj, juni, juli og august til 0,5 og flytter driften af anlægget er el købet på 3226,63kWh i løbet af et år. Besparelsen er på 34,47 kwh. Anlægget kan også blive tændt ved denne varmetankstørrelse alene af varmeakkumuleringstanken, da det er en mindre tank, og nogle gange tømmes den til nedre tømnings grænse uden at der forekommer en el grænse. Derfor er anlægget ikke altid i drift ved det større forbrug i løbet af maj og juni. I løbet af juli og august har man det samme drift som ved en varmetank på 232 kwh hvor var- 150

Driftsstrategier meakkumuleringstanken og el grænsen starter anlægget. Anlægget startes altså aldrig fordi varmetanken er tom i løbet af juli og august. 151

Driftsstrategier 4.21.4 Varmetank 14 kwh Tabel 4-43: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige måneds el grænser, en varme tank på 14kWh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 10 % og en husstand tilsluttet til anlægget. Varme tanks kapacitet 14 kwh El produktion 8542,27 8546,25 8546,25 8546,25 8546,25 8546,25 [kwh] El salg [kwh] 7119,08 7131,89 7109,92 7194,44 7217,71 7180,31 El køb [kwh] 3606,99 3615,83 3597,84 3678,37 3701,64 3664,25 Varme produktion 16923,38 16923,38 16931,25 16931,25 16931,25 1612,5 [kwh] Antal start 1281 1189 1218 1230 1239 1212 stop Drifts tid [h] 1611,75 1612,5 1612,5 1612,5 1612,5 1612,5 Øvre grænse 98 98 98 98 98 98 [%] Nedre grænse 10 10 10 10 10 10 [%] El grænse: 0,16 0,25 0,3 0,31 0,33 0,3 januar februar 0,18 0,25 0,15 0,4 0,39 0,35 marts 0,15 0,25 0,15 0,18 0,20 0,20 april 0,14 0,15 0,15 0,16 0,17 0,19 maj 0,12 0,15 0,5 0,11 0,10 0,13 juni 0,12 0,15 0,5 0,11 0,11 0,14 juli 0,12 0,15 0,5 0,11 0,10 0,13 august 0,12 0,25 0,5 0,11 0,10 0,13 september 0,14 0,25 0,15 0,16 0,17 0,18 oktober 0,13 0,25 0,15 0,15 0,20 0,19 november 0,15 0,25 0,15 0,27 0,27 0,25 december 0,17 0,25 0,15 0,31 0,33 0,3 I strategi 3 hvor alle grænser for hver måned var ens købte man mindst strøm ved en el grænse > 0,25kWh/kvarter. El købet var på 3636,67 kwh. Når man gør det samme for denne varmetank størrelse som man gjorde med en tank på 232 kwh, kan man yderligere spare på strøm købet. Når man sætter el grænser i maj, juni, juli og august til 0,5kWh/kvarter og flytter driften af anlægget købes der i alt 3597,84 kwh strøm i løbet af et år. Besparelsen er på 38,16kWh. 152

Driftsstrategier Som man kan se ud fra tabellen kolonne 2 kan man med denne tank og det gennemsnitlige el grænser for hver måned også spare på strøm købet. Dette kunne man ikke med de andre størrelser af varmetanken. Det er fordi at denne tank er mindre end de andre og vil i løbet af sommeren også blive tændt fordi indholdet i varmeakkumuleringstanken vil være tæt på den nedre tømningsgrænse og ikke alene af el-grænsen. 4.22 Diskussion af resultater Det har vist sig at man ved at sætte el grænserne op i løbet af sommer månederne og maj måned kunne opnår en besparelse af strøm købet i forhold til strategi 3. Når man sætter el grænserne op flytter man driften af anlægget flere gange til de perioder hvor el forbruget er større og derfor køber man mindre strøm. Der det vil kræve meget tid og ligger udenfor projektets afgrænsning at finde de mest optimale el grænser for hver eneste varmeakkumuleringstank, har jeg prøvet at finde nogle el grænser for hvilke man købte mindre strøm end i strategi 3. Selv om besparelserne ikke er særlig store, har jeg vist at man yderligere kan spare på strøm købet når man har forskellige el grænser i løbet af et år i forholdt til når man kun har en el grænse som er den samme for hver måned. Hvis man finder de mest optimale el grænser forventer jeg at man kan spare endnu mere på strøm købet, end det jeg er kommet til. 153

Driftsstrategier 4.23 To huse Strategi 5 I dette afsnit undersøges jeg hvad der sker når to husstande med identiske el og varmeforbrug tilsluttes anlægget med den samme el styring som den der bliv udført for en husstand. Der afprøves med flere el grænser. El grænseværdier der bruges er dobbelt så stor i forholdt til 1 hus tilsluttet anlægget. Der udføres dog kun simuleringer med en varmetankstørrelse da det har vist sig ved tidligere simuleringer med en husstand, at der sker de samme uanset varmetankens størrelse, dvs. at de er muligt at flytte driften af anlægget til perioder med større elforbrug. El grænseværdier der bruges er to gange større i forholdt til el grænser med 1 hus tilsluttet anlægget. Simulationer udføres for en varmetank på 23,2 kwh. Varmetanken tømmes til 30 % af dens maksimale indhold og fyldes op til 98 % af tanken maksimale indhold. 4.23.1 Varmetank 23 kwh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmeakkumuleringstanken er kommet under 12 kwh, da det også skal være muligt at tømme varmetanken i mindst en time i vinter månederne hvor det maksimale forbrug i nogle timer kommer over 10,5kWh. Tanken fyldes op 98 % af dens maksimale indhold og tømmes til 30 %. Der købes strøm i det enkelte timer hvor produktionen er mindre end el forbrug. Varmeforbruget i de to husstande skal altid dækkes. 154

Driftsstrategier Tabel 4-44: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 23,2 kwh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 % med to husstande tilsluttet til anlægget El produktion 17087,20 17089,85 17089,85 17089,85 [kwh] El salg [kwh] 12566,03 12568,72 12327,93 12345,96 El køb [kwh] 5539,21 5539,25 5298,46 5316,49 Varme produktion 33852 33857,25 33857,25 33857,25 [kwh] Antal start stop 1095 1062 1040 1045 Drifts tid [h] 3224 3224,5 3224,5 3224,5 Øvre grænse 98 98 98 98 [%] Nedre grænse 30 30 30 30 [%] El grænse: 0,32 0,5 0,6 0,5 januar februar 0,36 0,5 0,6 0,5 marts 0,30 0,5 0,6 0,5 april 0,28 0,5 0,6 0,5 maj 0,24 0,30 1 1 juni 0,24 0,30 1 1 juli 0,24 0,30 1 1 august 0,24 0,30 1 1 september 0,28 0,5 0,6 0, 5 oktober 0,26 0,5 0,6 0,5 november 0,30 0,5 0,6 0,5 december 0,34 0,5 0,6 0,5 Den mest optimale el grænse i strategi 3 hvor man købte mindst strøm var en el grænse > 0,6kWh/kvarter. Der købte man i alt 5481 kwh strøm fra el nettet. Igen er det dog muligt at spare på strøm købet ved at flytte anlæggets drift i løbet af sommeren.(hæve el grænser til 1kWh/kvarter) Der købes i alt 5298,46 kwh. Dette giver en besparelse på 182,54 kwh. Besparelsen er dog lidt større end ved et hus. 155

Driftsstrategier Tabel 4-45: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 0,6kWh/kvarter. El købet i denne periode er på 7,48 kwh. Kvarter El forbrug [kwh] 18213 0 0,83 18214 1 0,83 18215 1 0,83 18216 1 0,83 18217 1 1,665 18218 1 1,665 18219 0 1,665 18220 0 1,665 18221 0 0,83 18222 0 0,83 18223 0 0,83 18224 0 0,83 Tabel 4-46: Viser driften af anlægget i en periode i juli måned med en el grænse > 1 kwh/kvarter. El købet i denne periode er på 4,98 kwh. Kvarter Workingstatus Workingstatus El forbrug [kwh] 18213 0 0,83 18214 0 0,83 18215 0 0,83 18216 0 0,83 18217 1 1,665 18218 1 1,665 18219 1 1,665 18220 1 1,665 18221 1 0,83 18222 1 0,83 18223 0 0,83 18224 0 0,83 El købet i denne periode er på 4,98kWh. Da det sker flere gange i løbet af sommeren får man en større besparelse når el grænsen sættes til > 0,5. 156

Driftsstrategier 4.24 Tre huse Strategi 5 I dette afsnit undersøges der hvad der sker når tre husstande med identisk el og varmeforbrug tilsluttes anlægget med den samme el styring som den der bliv udført for en husstand. Der afprøves med flere el grænser. El grænse værdier der bruges er tre gange større i forholdt til el grænser med 1 hus tilsluttet anlægget Der udføres dog kun simuleringer med en varmetankstørrelse. Simulationer udføres for en varmetank på 70 kwh. Der købes strøm fra el nettet i det timer hvor anlæggets el produktion er mindre end el forbruget. 157

Driftsstrategier 4.24.1 Varmetank 70kWh Simulationer udføres for en varmetank på 70 kwh. Varmetanken tømmes til 20 % af dens maksimale indhold og fyldes op til 95 % af tanken maksimale indhold. Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanke kommer på < 48 kwh. Tabel 4-47: Viser simulationen af anlæggets drift ved de forskellige el grænser, en varme tank på 70 kwh, fyldningsgrænse på 95 % og tømnings grænse på 30 % med tre husstande tilsluttet til anlægget El produktion [kwh] 25637,43 25649,35 25649,35 25649,35 25637,43 El salg [kwh] 16421,06 16258,21 16452,30 16016,02 15988,62 El køb [kwh] 5874,20 5699,43 5893,52 5457,24 5441,76 Varme produktion [kwh] 50791,13 50791,13 50814,75 50814,75 50791,13 Antal start stop 451 393 320 324 325 Drifts tid [h] 4837,25 4839,5 4843,5 4839,5 4837,25 Øvre grænse 95 95 95 95 95 [%] Nedre grænse [%] 30 30 30 30 30 El grænse: januar 0,48 0,6 0,75 0, 6 0,6 februar 0,54 0,75 0,75 0, 7 0, 7 marts 0,45 0,75 0,75 0, 7 0, 7 april 0,42 0,75 1,5 1 0, 7 maj 0,36 0,45 1,5 1 1 juni 0,36 0,45 1,5 1 1 juli 0,36 0,45 1,5 1 1 august 0,36 0,75 1,5 1 1 september 0,42 0,75 0,75 1 0,7 oktober 0,39 0,75 0,75 0, 6 0,7 november 0,45 0,75 0,75 0, 6 0,7 december 0,51 0,75 0,75 0, 7 0,6 I strategi 3 købte man mindst strøm når el grænse var > 0,75kWh/kvarter. El købet var på 5483,35 kwh strøm i løbet af året. Da det har vist sig i strategi 3 at anlægget flere gange også bliver startet fordi varmetanken er ved at være tæt på den nedre tømningsgrænse og der vi nu i flere gange har 158

Driftsstrategier situationer hvor el produktionen er mindre end el forbrug kan man ikke bare flytte driften i anlægget i løbet af sommeren og opnår besparelser. I stedet for har jeg prøvet at kigge på om man kan flytte driften af anlægget i vintermånederne så man altid tænder anlægget vha. en el grænse. I juni, juli og august startes anlægget kun af el grænser som altid er >1kWh/kvarter. Derfor er driften af anlægget ens ved både en el grænse >0,75 kwh/ kvarter og el grænse > 1 kwh om sommeren. F.eks. i januar måned ved at sænke el grænsen fra 0,75kWh/kvarter til 0,6 kwh/kvarter startes anlægget kun af el grænsen og heat tigger limit og aldrig fordi varmetanken er tom. Med en el grænse > 0,75 startes anlægget to gange af nedre tømningsgrænse. El grænsen på 0,6 kwh/kvarter forekommer flere gange i januar måned når anlægget ikke er i drift end en el grænse > 0,75 kwh/kvarter. Med en el grænse på > 0,75 kwh/kvarter køber man i januar måned 363 kwh strøm hvor man med den mindre grænse køber 357 kwh. Anlægget har nogle langvarige driftsperioder i januar måned da indholdet i varmetanken både kan vokse og falde mens anlægget er i drift. Anlægget er i drift hele februar måned og derfor køber man kun strøm i de timer hvor anlægget er i drift og elforbruget overstiger anlæggets elproduktion. El besparelsen i forhold til strategi 3 er på ca. 42 kwh. 4.25 Diskussion Det er muligt at købe mindre strøm når man indfører el grænser for hver eneste måned både med 2 og 3 husstande tilsluttet til anlægget. Når man har to husstande tilsluttet til anlægget kan man bare nøjes med at flytte driften af anlægget i løbet af sommeren og opnår en besparelse (el køb i forhold til strategi 3.) Når man har 3 husstande så er situationen lidt anderledes. Der skal man med det el forbrug husstanden har kigget på hvordan man kan flytte driften af anlægget i løbet af vinter månederne til de perioder hvor el forbruget er lidt større for at opnår en besparelse i forhold til el købet i strategi 3. 159

Driftsstrategier 4.26 El grænser for hver måned med mulighed for el akkumulering Strategi 6 Strategi 6 er en udbygning af strategi 4. Den eneste forskel er at der nu findes en el grænse for hver eneste måned i stedet for en el grænse som er den samme for alle året måneder. Der forudsættes at husstanden har en el bil, hvor man kan gemme strømmen i en kort periode og bruge den når anlægget ikke er i drift. Der forventes at man køber mindre strøm end i strategi 5 da man nu har mulighed for at gemme en eller to timer af anlæggets el produktion og bruge den gemte strøm når anlægget ikke er i drift. I de timer hvor anlægget er i drift og el produktionen er mindre end el forbruget, forbruges strømmen først fra el akkumuleringstanken hvis det er muligt, og derefter køber man strøm fra nettet. Der købes altså strøm fra nettet når el tanken bliver tom. Der sørges for at varmebehovet i husstanden altid kan dækkes. Der udføres kun simulationer med en varmetank størrelse for en to og tre husstande. De første simulationer der udføres er med en varmetank på 14 kwh og et husstand tilsluttet anlægget. Der sørges stadigvæk for at varmebehovet altid kan dækkes både ved simulationer med et, to og tre husstande. Det er heller ikke muligt at finde de mest optimale el grænser ved simulationer af strategi 6, da det vil kræve at man brugte Monte Carlo simuleringsværktøj. Det lægger udenfor projektets rammer. 160

Driftsstrategier 4.26.1 Varmetank 14kWh Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under 7 kwh. Tanken tømmes til 10 % af tanken maksimale indhold som er på 14 kwh og fyldes op til 98 %. Tabel 4-48: Viser simulationen af anlæggets drift med forskellige el grænser, en varme tank på 14 kwh, fyldningsgrænse på 98 % og tømnings grænse på 30 % med en husstand tilsluttet til anlægget og en el akkumuleringstank på 5,3 kwh. El produktion 8542,27 8542,27 8546,25 8546,25 [kwh] El salg [kwh] 4080,53 4125,23 4185,31 4211,29 El køb [kwh] 570,70 615,41 674,55 700,53 Varme produktion 16923,38 16923,38 16931,25 16931,25 [kwh] Antal start stop 1281 1261 1230 1239 Drifts tid [h] 1611,75 1611,75 1612,5 1612,5 Øvre grænse 98 98 98 98 [%] Nedre grænse 10 10 10 10 [%] El grænse: 0,16 0,15 0,31 0,33 januar februar 0,18 0,15 0,4 0,39 marts 0,15 0,15 0,18 0,20 april 0,14 0,15 0,16 0,17 maj 0,12 0,5 0,11 0,10 juni 0,12 0,5 0,11 0,11 juli 0,12 0,5 0,11 0,10 august 0,12 0,5 0,11 0,10 september 0,14 0,15 0,16 0,17 oktober 0,13 0,15 0,15 0,20 november 0,15 0,15 0,27 0,27 december 0,17 0,15 0,31 0,33 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 2,26 anlægget er i ikke drift 2,26 anlægget er i ikke drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 161

Driftsstrategier Som man kan se ud fra den overstående tabel køber man som forventet mindre strøm end i strategi 5, når man har mulighed for at gemme en time af anlæggets produktion og bruge den gemte strøm når anlægget ikke er i drift. Med de gennemsnitlige grænser køber (kolonne 2) man i alt 570kWh strøm i løbet af året. Der købes også mindre i forholdt til strategi 4 hvor man havde ens grænser hele året. I strategi 4 købte man i alt 585,74 kwh i løbet af året. Med el grænserne i kolonne (2) og en el akkumuleringstank på 10,6 kwh, dvs. hvor man gemmer to timer af anlæggets el produktion er det muligt yderligere at spare på strøm købet. Der købes i alt 341,06 kwh strøm i løbet af året og der sælges 3849,5 kwh i løbet af året. Der kan ikke længere opnås en besparelse af strøm købet ved at flytte driften af anlægget i løbet af sommeren. Det er fordi at nu, er der en el akkumuleringstank som fyldes og tømmes på forskellig vis når anlægget er og ikke er i drift. 162

Driftsstrategier 4.27 To husstande Der udføres simulering med en varmetank på 23,2 kwh. Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under 12 kwh. Varmetanken tømmes til 30 % af dens maksimale indhold og fyldes op til 98 % af dens maksimale indhold. Der gemmes en time af anlæggets el produktion, og der sørges at man altid kan dække varmeforbruget i de to husstande. Tabel 4-49: Simulationen med en varmetank på 23 kwh El produktion 17080,58 17080,58 17089,85 17087,20 [kwh] El salg [kwh] 9188,60 9177,85 9289,83 9343,93 El køb [kwh] 2168,40 2157,65 2266,29 2322,85 Varme produktion 33852 33838,88 33857,25 33852 [kwh] Antal start stop 968 971 1040 1045 Drifts tid [h] 3222,75 3222,75 3224,5 3224 Øvre grænse 98 98 98 98 [%] Nedre grænse 30 30 30 30 [%] El grænse: 0,32 0,6 0,6 0,6 januar februar 0,36 0,3 0,6 0,3 marts 0,30 0,3 0,6 0,3 april 0,28 0,3 0,6 0,3 maj 0,24 0,3 1 0,3 juni 0,24 0,5 1 0,3 juli 0,24 0,3 1 0,3 august 0,24 0,5 1 0,5 september 0,28 0,3 0,6 0,3 oktober 0,26 0,3 0,6 0,3 november 0,30 0,3 0,6 0,3 december 0,34 0,3 0,6 0,3 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 0 anlægget er ikke i drift 0 anlægget er ikke i drift 5,3 anlægget er i drift 4,46 anlægget er ikke i drift 163

Driftsstrategier Som man kan se i tabellen køber man mindre strøm med alle grænsekombinationer i forholdt til strategi 5 da man nu har mulighed for at gemme en time af anlæggets strømproduktion og bruge den når anlægget ikke er i drift. Man kan også spare på købet af strøm i forhold til strategi 4 hvor alle grænser var ens. I strategi 4 købte man i alt 2325,5 kwh ved en el grænse > 0,3 kwh for alle måneder. Der spares dog mest i med de el grænser i kolonne nr. 3 hvor der købes i alt 2157,65 kwh strøm i løbet af året, når man har en el tank på 5,3 kwh. Hvis man kunne gemme to timer af anlæggets el produktion vil man med el grænser i kolonne 2 i alt købe 931,15 kwh strøm og sælge 7905,12 kwh strøm i løbet af et år. 164

Driftsstrategier 4.28 Tre husstande Der udføres simulering med en varmetank på 70 kwh. Der kan ikke reageres på en el grænse før indholdet i varmetanken er kommet under48 kwh. Varmetanken tømmes til 30 % af dens maksimale indhold og fyldes op til 95 % af dens maksimale indhold. Der gemmes en time af anlæggets el produktion, og der sørges at man altid kan dække varmeforbruget i de to husstande. Tabel 4-50: Simulationer med en varmetank på 70 kwh El produktion 25637,43 25649,35 25649,35 25637,43 [kwh] El salg [kwh] 13812,93 13781,67 13600,76 13579,21 El køb [kwh] 3275,69 3228,46 3049,36 3039,74 Varme produktion 50791,13 50791,13 50814,75 50791,13 [kwh] Antal start stop 451 393 324 325 Drifts tid [h] 4837,25 4839,5 4839,5 4837,25 Øvre grænse 95 95 95 95 [%] Nedre grænse 30 30 30 30 [%] El grænse: 0,48 0,6 0, 6 0,6 januar februar 0,54 0,75 0, 7 0, 7 marts 0,45 0,75 0, 7 0, 7 april 0,42 0,75 1 0, 7 maj 0,36 0,45 1 1 juni 0,36 0,45 1 1 juli 0,36 0,45 1 1 august 0,36 0,75 1 1 september 0,42 0,75 1 0,7 oktober 0,39 0,75 0, 6 0,7 november 0,45 0,75 0, 6 0,7 december 0,51 0,75 0, 7 0,6 El tank kapacitet [kwh] 5,3 5,3 5,3 5,3 Indholdet i el tanken i det sidste kvarter 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 5,3 anlægget er i drift 165

Driftsstrategier Som man kan se i tabellen køber man mindre strøm ved alle grænsekombinationer i forholdt til strategi 5 da man nu har mulighed for at gemme en time af anlæggets strømproduktion og bruge den når anlægget ikke er i drift. Man sparer også på købet af strøm i forhold til strategi 4 hvor alle grænser var ens. I strategi 4 med en el grænse >0,75kWh/kvarter købte man i alt 3083 kwh. I strategi 5 var strøm købet på 5441 kwh. Med en el køb på 3039kWh er det altså muligt at spare 2402 kwh i forhold til strategi 5 og 44 kwh strøm i forhold til strategi 4. Når man gemmer to timer af anlæggets el produktion er det muligt yderligere at spare på strøm købet. Der købes i alt 1479,03 kwh strøm (med el grænser i kolonne 5) og en el akkumuleringstank på 10,6 kwh. Det er altså muligt at dække ca. 90 % af husstandens el forbrug vha. anlæggets elproduktion (med en el tank på 10,6 kwh). Der sælges i alt 12 011,17 kwh strøm. 166

Driftsstrategier 4.29 Samlet diskussion Anlægget er kraftig overdimensioneret i forhold til el - og varmeforbruget i model husstanden især om sommeren, men også resten af året. For at udnytte anlæggets produktionskapacitet bedst muligt skal der i hvert fald være muligt at tilslutte flere end en husstand til anlægget. Figur 4-35: Viser anlæggets driftstid i løbet af et år, med en to og 3 husstande tilsluttet til anlægget. Det har vist sig at man ved hjælp af simple styringsstrategier kan væsentlig ændre på kørselsmønster af DACHS anlægget. Strategi 4 og strategi 6 er de strategier hvor man køber mindst strøm med alle varmetanksstørrelser. Anlæggets økonomi er bedst hvis hele dets el produktion kan forbruges indenfor el måleren. 167

Driftsstrategier Figur 4-36: Viser el købet i husstanden i løbet af et år, ved de forskellige driftsstrategier(varmetank 14 kwh og en husstand tilsluttet til anlægget). El købet og el salget falder tilfældigt ud afhængig af driftstidspunktet i forhold til elforbruget. Derfor køber man f.eks. mere strøm i strategi 2 (figur 4-36) end i strategi 1. Der forekommer flere starter af anlægget når man begynder at styre anlægget efter elforbruget i husstanden. I strategi4 kan man dække op til 92 % af husstandens el behov vha. anlægget. Når man tilslutter to/tre husstande med identisk el og varmeforbrug er det muligt at dække op til ca. 82 % af elforbruget vha. anlægget. Besparelsen er dog lidt mindre end når man har en husstand tilsluttet til anlægget. Det er fordi at man også kan have perioder hvor anlægget er i drift og elforbruget > elproduktionen. I disse perioder er man nød til at købe strøm fra nettet for at dække el behovet. Det gør man aldrig med en husstand tilsluttet til anlægget. Driftstiden af anlægget ændrer sig ikke så meget uanset strategi og størrelsen af varmetanken. Strategi 4 og 6 er også det bedste når man snakker om el salget til nettet. Da mit anlæg ikke kan registreres efter el afgiftsloven betyder det at den strøm som sælges bliver leveret til elnettet gratis, dvs. man få ikke penge for strømmen. Derfor har jeg valgt i strategi 4 og 6 først at begynde at sælge strøm når el tanken el helt fyldt op. På den måde sælges der mindre strøm til nettet. 168

Driftsstrategier 169

5 BRUGERØKONOMISKE FORHOLD FOR MIKRO- KRAFTVARME I dette kapitel vurderes de økonomiske forhold for implementering af mikrokraftvarme i modelhuset B fra sidste kapitel. Analysen tag udgangspunkt i de opnåede simuleringsresultater fra kapitel 4. Forholdene vurderes ved hjælp af de gældende afregningsregler og prisen for anlægget. Da mikrokraftvarme kan komme i betragtning i de områder som ligger udenfor de kollektive fjernvarmeforsyningsområder, hvor husstandene typisk bliver opvarmet med et olie eller gas fyr, vil jeg også lave en sammenligning af brugerøkonomien for DACHS anlæg og et oliefyr. De økonomiske forhold vurderes ved en privatøkonomisk kalkule. 5.1 Forudsætninger for beregninger Mikrokraftvarmeanlægget der analyseres i dette kapitel er et DACHS anlæg, som forsyner modelhus B med el og varme. Der vurderes hvordan økonomien er i to tilfælde. Således vurderes forholdene for etablering og drift af DACHS anlæg, hvor anlægget kører uden nogen for styring (strategi 1) og hvor anlæggets drift styres efter husstandens elforbrug, med mulighed for at gemme anlæggets elproduktion i en kortere periode (strategi 6). Størrelsen af varmetanken vælges til at være 14 kwh. Det er fordi at denne varmetank er den billigste, men også fordi at det har vist sig i sidste kapitel at driftstiden af anlægget ikke bliver betydelig længere, selv om man installerer en stor varmetank. Der kigges også på brugerøkonomien for mikrokraftvarme hvor 3 husstande er tilsluttet til anlægget og hvor anlægget styres efter de elforbrug husstandene har, med mulighed for at gemme anlæggets el produktion i en kort periode(strategi 6). Der regnes med en fyringsolie koster 8,5 DKK/l, og at en liter fyringsolie har et energiindhold på 10kWh/l. Prisen for køb af strøm fra nettet er sæt til 2,05 DKK/kWh. Den reducerede PSO- tarif for egenproducenter er 2,3 øre pr. kwh i øst- Danmark, og betales for den del af strømmen som produceres til egetforbrug. 171

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Da DACHS anlæg ikke kan registreres efter elafgiftsloven er det ikke muligt at sælge strøm til el nettet. Strømmen leveres gratis til el-nettet. Der betales dog reduceret PSOtarif af den mængde af elektricitet som leveres til el-nettet. 5.2 Økonomisk vurdering af mikrokraftvarme Forudsætninger for den privatøkonomiske kalkule er de afregningsregler der eksisterer for el og varmeforsyning (diesel), som blev beskrevet i kapitel 3. For at lave en økonomisk vurdering af mikrokraftvarme, skal man først beregne produktionsomkostninger, dvs. hvad det koster at producere 1 kwh el/ varme. 5.2.1 Produktionsomkostninger Som beskrevet i kapitel 3 kan DACHS anlæg ikke registreres efter elafgiftsloven, da anlægget ikke har en kontinuert elproduktion, men derimod en elproduktion som er afhængig af husstandens behov for elektricitet. Derfor afregnes el og varmeproduktion af DACHS anlægget efter de gældende afgiftssatser for anlæg der ikke kan registreres efter elafgiftslov. Anlæggets produktion per time kan findes i tabel nr. 5.1 Tabel 5-1: Anlæggets produktion per time samt den indfyrede effekt Output el [kw] 5,3 Output varme [kw] 10,5 Input fuel [kw] 17,9 Elvirkningsgrad [%] 30 Varmvirkningsgrad [%] 59 Total virkningsgrad [%] 89 Som man kan se i tabel 5-1 er den indfyrede effekt på 17,9 kw. El effekten er på 5,3 kw og varmeeffekten er på 10,5 kw. Tab er på 2,1kW og svarer til 11 %. Da der ikke findes regler for hvordan taberne fordeles mellem el og varmeproduktionen, vil jeg fordele taberne således at 2/3 af taberne går til varmeproduktion, og 1/3 af taberne går til el produktion. Hvis man forudsætter at fyringsolie har et energiindhold på 10 kwh/l skal der i alt bruge 1,79 liter fyringsolie per time.(anlæggets drift). 172

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme 5.2.1 El-produktionsomkostninger per time El produktion per time med tab er lige med 6 kwh. For at producerer 6 kwh skal man bruge 0,6 liter fyringsolie. El produktion per time koster derfor: Elproduktion 0,6l *8,5DKK / l 5, 1DKK Da der i alt produceres 5,3 kwh strøm per time koster 1 kwh el produktion i alt 0,96 DKK. Med den reducerede PSO tarif koster 1 kwh strøm i alt 0,98 DKK. Som man kan se koster det ca. dobbelt så meget at købe strøm fra el nettet i forhold til at producere den ved hjælp af DACHS anlægget. 5.2.2. Varmeproduktionsomkostninger per time Varmeproduktion per time med tab er lige med 11,9 kwh. For at producerer de 11,9 kwh skal man bruge 1,19 liter fyringsolie. Varmeproduktion per time koster derfor: Varmeprodu ktion 1,19l *8,5DKK / l 10, 1DKK Da der i alt produceres 10,5 kwh varme per time koster 1 kwh varme produktion i alt 0,96 DKK. 5.2.3. Anlægsomkostninger De samlede anlægsomkostninger er sammensæt af følgende: 1. Start omkostninger Pris for anlæg Pris for installationen Køb af varmetank 2. Løbende omkostninger Service udgifter (inkl. diverse komponentudskiftninger) Udgift til produktion (fyringsolie) 173

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Anlægsinvestering for DACHS anlæg kan ses i tabel 5-2. Tabel 5-2: Anlægsinvestering for DACHS anlæg Anlægspris Nødvendig el installation Anden tilslutning, varmesystem, udstødning mm. Varme tank 300 liter Samlet investering 80.000 DKK 5000 DKK 15.000 DKK 3500 DKK 103.500 DKK Anlæggets totale levetid er sat til 80.000 driftstimer. Herunder skal en række udskiftninger af enkelte komponenter samt serviceeftersyn løbende foretages. Serviceudgifterne er en væsentlig, økonomisk parameter for MKV-anlæg. De samlede serviceudgifter per kwh elektriskenergi for DACHS anlæg er på sved(ee) = 24 øre/kwh. Dette inkluderer både forudset og uforudset vedligehold[4]. Derfor beregnes den totale serviceudgift som: Svedtotal Qel( mkv)* sved( Ee) ( 5.1) 5.3 Samlede årlige omkostninger I dette afsnit kigges der på husstandes samlede årlige omkostninger ved driften af DACHS anlægget. Der kigges på hvordan anlæggets økonomi er når det kører uden nogen form for styring, når anlægget er el styret og der er mulighed for at gemme strøm i en kortere periode, og hvordan økonomien vil være hvis huset bestod af 3 lejligheder med identiske el og varmeforbrug. Alle beregninger indeholder udgifter til anlægget, driften af anlægget, køb af el fra nettet og indtægter ved fortrængning af el køb fra nettet. Der forudsættes at man ved alle driftsstrategier starter med en varmetank som er helt tom for varme. De faste omkostninger beregnes som en annuitet over en periode på 10 år med en kalkulationsrente på 6 %. 174

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme 5.3.1. Anlæg i drift uden nogen form for styring (strategi 1.) Den valgte anlægskonfiguration hvor anlægget kørte uden nogen form for styring, og hvor varmeforbruget i husstanden altid skulle dækkes gav i kapitel 4 med en varmetank på 14 kwh følgende drifts resultater på årsbasis: El behovet i husstanden er på 5030,19 kwh/ år og varmebehovet er på 16 917,62 kwh /år. Tabel 5-3: Viser driftsresultaterne af mikrokraftvarmeanlæg når anlægget kører uden nogen form for styring El produktion [kwh] 8543,60 El salg [kwh] 7320,03 El køb [kwh] 3806,61 Egenproduktion [kwh] Varme produktion [kwh] 1223,58 16 926 Antal starter 972 Varmedækningsgrad [%] Drifts tid [h] Fyringsolieforbrug [ l ] 100 1612h 2885,5 Resultaterne fra tabel 5-3. benyttes nu til at beregne husstandens samlede årlige omkostninger ved driften af DACHS anlægget. 175

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Tabel 5-4: Viser de samlede årlige indtægter og omkostninger husstanden har ved driften af mikrokraftvarme, når MKV anlæg er i drift uden nogen form for styring (varmetank 14 kwh). Forudsætninger Rente % 6 Afskrivning år 10 Samlet anlægsinvestering DKK 103500 Driftstid [h / år ] 1612 Fyringsolieforbrug [l / h] 1,79 Brændstofpris [DKK /l] 8,5 El pris (køb fra nettet) El pris (MKV produktion) [DKK/kWh] 2,05 [DKK/kWh] 0,96 PSO - tarif [DKK/kWh] 0,023 Serviceudgift [DKK/kWh] 0,24 Indtægt El besparelse [DKK/år] 1334 Variable omkostninger Køb af fyringsolie [DKK/år] 24 527 El køb [DKK/år] 7802, Service udgifter [DKK/år] 2051 PSO - tarif [DKK/år] 196 I alt [DKK/år] 34576 Faste omkostninger Forretning og afskrivning [DKK/år] 14062 Samlede omkostninger [DKK /år] 48638 176

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Som man kan se i tabel 5-4.er de samlede omkostninger på 48638DKK / år. Hvis man trækker indtægterne fra bliver omkostninger lige med 47 304 DKK/ år. Beregningerne viser at de faste omkostninger udgår ca. en tredjedel af de samlede årlige omkostninger, hvilket er meget i forhold til andre varmeproduktionsteknologier. Det betyder også, at en stor del af produktionsprisen er faste omkostninger og dermed vil nedgang i forbruget ikke betyde så meget for den samlede energiudgift, da de faste udgifter til anlægget ikke ændres, derimod vil de faste omkostninger udgøre en større del af de samlede omkostninger. 5.3.2. Anlæg i drift med styring (strategi 6.) I dette afsnit kigges der på hvordan de samlede årlige omkostninger ved drift af DACHS anlægget er når anlæggets drift styres efter husstandens elforbrug med mulighed for at gemme elproduktionen af anlægget i en kortere periode. Driftsdata på årsbasis kan findes i den næste tabel. Dataene stammer fra simuleringer udført i kapitel 4. Med en varmetank på 14 kw (strategi 6). Tabel 5-5: Viser driftsresultaterne af mikrokraftvarmeanlæg når anlægget er el-styret og man har mulighed for at gemme strøm i en kortere periode. El produktion [kwh] 8542,27 El salg [kwh] 4080,53 El køb [kwh] 570,70 Egenproduktion [kwh] Varme produktion [kwh] 4459,5 16 923,38 [kwh] Antal starter 1281 Varmedækningsgrad [%] 100 Drifts tid [h] 1611,75 Fyringsolieforbrug [ l ] 2885 177

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Tabel 5-6: Viser de samlede årlige indtægter og omkostninger husstanden har ved driften af mikrokraftvarme, når MKV anlæggets drift er el-styret og man har mulighed for at gemme en time af anlæggets el-produktion (varmetank 14 kwh). Forudsætninger Rente % 6 Afskrivning år 10 Samlet anlægsinvestering DKK 103500 Driftstid [h / år ] 1611,75 Fyringsolieforbrug [l / h] 1,79 Brændstofpris [DKK /l] 8,5 El pris (køb fra nettet) El pris (MKV produktion) [DKK/kWh] 2,05 [DKK/kWh] 0,96 PSO - tarif [DKK/kWh] 0,023 Serviceudgift [DKK/kWh] 0,24 Indtægt El besparelse DKK 4861 Variable omkostninger Køb af fyringsolie DKK 24 522 El køb DKK 1170 Service udgifter DKK 2050 PSO - tarif DKK 196 I alt DKK 27938 Faste omkostninger Forretning og afskrivning Samlede omkostninger DKK 14062 DKK 42000 178

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Som man kan se i tabel 5-6. er de samlede omkostninger på 42000DKK. Hvis man trækker indtægterne fra bliver omkostninger lige med 37139DKK/ år. 5.3.2. Hus med 3 lejligheder (strategi 6.) I dette afsnit kigges der på hvordan økonomien af mikrokraftvarmeanlæg vil være hvis det var tilladt at flere lejligheder i en husstand kunne deles om et mikrokraftvarmeanlæg. Størrelsen af varmetanken vælges til at være 70 kwh. Jeg går ud fra at de 3 lejligheder i huset har fælles opvarmningssystem. Dette betyder at anlæggets samlede investering bliver på 112 250 DKK(Anlægsinvestering for DACHS anlæg + en varmetank). Prisen for en varmetank på 70 kwh er på 12 250 DKK. Der kigges på hvordan de samlede årlige omkostninger ved drift af DACHS anlægget er når anlæggets drift styres efter de el forbrug husstanden har, med mulighed for at gemme el produktionen af anlægget i en kortere periode. Der forudsættes at de 3 lejligheder har identisk el og varmebehov. El behovet per år er på 15090,57 kwh / år og varmebehovet er på 50752,86 kwh/ år. Driftsdata på årsbasis kan findes i den næste tabel. Dataene stammer fra simuleringer udført i kapitel 4 (strategi 6). Tabel 5-7: Viser driftsresultaterne af mikrokraftvarmeanlæg når anlægget er el-styret og man har mulighed for at gemme strøm i en kortere periode med 3 forbrugere tilsluttet til anlægget. El produktion [kwh] 25 637,43 El salg [kwh] 13579,21 El køb [kwh] 3039,74 Egenproduktion [kwh] Varme produktion [kwh] [kwh] Antal starter 325 12050,83 50791,13 Varmedækningsgrad [%] 100 Drifts tid [h] 4837,25 Fyringsolieforbrug [ l ] 8658,7 179

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Tabel 5-8: Viser de samlede årlige indtægter og omkostninger de 3 husstande har ved driften af mikrokraftvarme, når MKV anlæg el-styret og der er mulighed for at gemme el-produktionen af anlægget i en kortere periode. Forudsætninger Rente % 6 Afskrivning år 10 Samlet anlægsinvestering DKK 112250 Driftstid [h / år ] 4837,25 Fyringsolieforbrug [l / h] 1,79 Brændstofpris [DKK /l] 8,5 El pris (køb fra nettet) El pris (MKV produktion) [DKK/kWh] 2,05 [DKK/kWh] 0,96 PSO - tarif [DKK/kWh] 0,023 Serviceudgift [DKK/kWh] 0,24 Indtægt El besparelse DKK 13135 Variable omkostninger Køb af fyringsolie DKK 73599 El køb DKK 6231 Service udgifter DKK 6153 PSO - tarif DKK 590 I alt DKK 86573 Faste omkostninger Forretning og afskrivning DKK 15252 Samlede omkostninger DKK 101825 Samlet udgift per lejlighed i løbet af et år bliver derfor på 33941DKK. 180

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Når man trækker indtægter fra de samlede omkostninger bliver det i alt til en udgift på 88690 DKK om året dvs. 29563 DKK per lejlighed om året. Figur 5-1: Viser de samlede årlige omkostninger ved forskellige driftsstrategier for MKV anlæg. De samlede årlige omkostninger er fratrukket de indtægter man har, dvs. det man sparer ved selv at producerer en del af strømmen. Det man kan konkludere ud fra figuren er at en god økonomi ved driften af et mikrokraftvarmeanlæg kan opnås hvis anlægget er i drift i de timer hvor husstanden har høj el forbrug. Den bedste økonomi opnås hvis det bliver tilladt at flere lejligheder i et hus kan deles om et mikrokraftvarme anlæg, og samtidig kunne gemme anlæggets el-produktion i en kortere periode. 181

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme 5.4 Økonomisk vurdering af et oliefyr Brugerøkonomien for mikrokraftvarme bør sammenlignes med andre forsyningsteknologier, som husstanden kan vælge i det åbne land. Derfor beregnes der hvad energiomkostningerne vil blive hvis husstanden skulle investere i nyt oliefyr. Varmen produceres ved hjælp af oliefyr og strømforbruget dækkes af den kollektive el forsyning. 5.4.1. Beskrivelse af anlægget For at dække varmebehovet i husstanden som er på 16 917,62 kwh / år skal der bruges en oliekedel der har en minimumsydelse på 18 kwh.(samtaler over telefon med flere VVS installatører). Derfor har jeg valgt en oliekedel fra Milton. Det er en Milton Oilline 18 oliekedel som altid leveres med integreret oliebrænder og kan også leveres med en varmtvandsbeholder på 85 liter. Tabel 5-9: Oliekedlens tekniske specifikationer Tekniske specifikationer Milton oliekedel Mærkningsydelse [kwh] 18 Maksimal ydelse: [kwh] 26 Nyttevirkning ved maksimal 92,9 ydelse [%] Årsvirkningsgrad [%] 92, 3 % Prisen for oliekedlen inkl. varmtvandsbeholder er på ca. 25. 000 DKK. Installationsprisen sættes til ca. 15.000 DKK og dækker b. la. indkøb af ny olietank samt installationen af anlægget. Med de samme forudsætninger som dem der er beskrevet ved tidligere beregninger med mikrokraftvarmeanlæg beregnes det samlede økonomiske omkostninger ved driften af oliekedel. De samlede årlige omkostninger indregner derfor investering i selve varmeproduktionsanlægget og drift og vedligeholdelse af det. Desuden indgår udgifterne til brændsel og den årlige el-udgift. Der forudsættes at udgifterne for drift og vedligeholdelse er på 1700 DKK / år (kun planlagt vedligeholdelse). 182

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme 5.4.2. Produktionsomkostninger For at kunne producere 16 917,62 kwh varme som husstanden bruger i løbet af et år med års-virkningsgraden på 92,3 %, energiindholdet i fyringsolie på 10 kwh/ l og den indfyrede effekt på 18 kwh skal oliekedlen være i drift i 1019 timer. Der skal i alt bruges 1,8 liter fyringsolie for en time af oliekedlens varmeproduktion. Derfor skal man bruge 1834 liter fyringsolie i løbet af et år. 183

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme 5.4.3. Samlede årlige omkostninger (oliefyr) Tabel 5-10: Viser de samlede omkostninger husstanden har, når varme skal produceres ved hjælp af et oliefyr og strømmen skal købes fra el-nettet. Forudsætninger Rente % 6 Afskrivning år 10 Samlet anlægsinvertering Elektricitet som skal købes Varme som skal genereres i oliefyr Oliekedlens virkningsgrad Energiindhold i fyringsolie DKK 40000 [kwh/år] 5030,19 [kwh/år] 16917,62 [%] 92,3 [kwh/l] 10 Elpris [DKK/kWh] 2,05 Oliepris [DKK/l] 8,5 Variable omkostninger Køb af fyringsolie DKK/år 15589 El køb DKK/år 10312 Service udgifter DKK/år 1700 I alt DKK/år 27601 Faste omkostninger Forretning og afskrivning DKK/år 5435 Samlede omkostninger DKK/år 33 036 184

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme 5.5 Sammenligning af mikrokraftvarme med oliefyr Figur 5-2: Viser de samlede årlige omkostninger for MKV anlægget og oliekedlen. Som der fremgår af figur 5-2 er de samlede årlige omkostninger for mikrokraftvarme større end for en oliekedel. Det er fordi at MKV teknologien har meget højere faste omkostninger end oliekedel, da prisen af mikrokraftvarmeanlæg er væsentlig højere end prisen for en oliekedel. Samtidig ses det, at de to teknologier næsten har ens variable omkostninger. Der er dog ikke regnet med de indtægter MKV anlægget har. Hvis disse indtægter regnes med vil de variable omkostninger for mikrokraftvarme være mindre end de variable omkostninger for oliekedel. Men hvordan vil økonomien for MKV anlægget (som er el-styret med mulighed for at gemme strøm i en kortere periode) være, hvis man fik tilskud til anlægsinvestering. Der forudsættes at man kan for 30 % i tilskud til køb af anlægget. Samlet anlægsinvestering bliver derfor 79 500 DKK. I andre europæiske lande som f.eks. i Tyskland er mikrokraftvarmeteknologien meget udbredt og afregningsregler er meget bedre. Strømmen der produceres på et MKV anlæg og sælges til elforsyningsselskaber afregnes med 40 øre/kwh. Hvis man forudsætter at man også i Danmark får 40 øre/kwh for den strøm der produceres på et MKV anlæg og sælges til el selskaber vil de samlede årlige omkostninger for MKV anlæg være som i tabel nr. 5-11. 185

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Tabel 5-11: Viser de samlede omkostninger husstanden vil have hvis man fik tilskud til køb af anlægget og kunne sælge strøm til en fast pris på 40 øre. Indtægt El besparelse DKK/år 4861 El salg af DKK/år 1632 4080,5kWh I alt DKK/år 6493 Variable omkostninger Køb af fyringsolie DKK/år 24 522 El køb DKK /år 1170 Service udgifter DKK/år 2050 PSO - tarif DKK /år 196,5 I alt DKK 27938 Faste omkostninger Forretning og afskrivning Samlede omkostninger DKK 10801 DKK 38479 Når man trækker de samlede indtægter fra det samlede omkostninger bliver omkostninger i alt 31986Dkk / år. Hvis man sammenligner de lige beregnede omkostninger med de omkostninger husstanden havde med en oliekedel får man følgende resultater: Tabel 5-12:Samlede årlige omkostninger for MKV og oliekedel MKV Oliefyr Indtægt [Dkk/år] 6493 0 Variable omkostninger[dkk/år] 27938 27601 Faste omkostninger[dkk/år] 10801 5435 Samlede omkostninger[dkk/år] 38479 33036 Omkostninger - indtægter 32040 33036 186

BrugerØkonomiske forhold for mikrokraftvarme Ud fra tabellen kan man se, at hvis man fik tilskud på 30 % til køb af MKV anlægget (som er el-styret og med mulighed for at gemme strøm i en kort periode) og samtidig fik en fast afregningspris for salget af strøm vil det kunne betale sig, at købe en mikrokraftvarme anlæg da omkostningerne ved driften af et MKV anlæg vil være mindre, end de omkostninger man får ved driften af en oliekedel. 5.6 Diskussion af resultater Med de nuværende love og afregningsregler for mikrokraftvarme er brugerøkonomien ikke tilfredsstillende sammenlignet med de andre forsyningsteknologier som husstanden kan vælge. Det samlede årlige omkostninger er stadigvæk højere ved driften af MKV anlæg sammenlignet med et oliefyr. MKV- anlæggets samlede årlige omkostninger er på 37 139 DKK (el -styret med eltank). Oliefyrets samlede årlige omkostninger er på 33 036DKK. Hvis man tillader at 3 husstande kan deles om et mikrokraftvarmeanlæg bliver samlede årlige omkostninger 33941DKK. Når man ændrer nogle af de glædende afregningsregler og f.eks. forudsætter at ejerne af MKV- anlæg kan få 30 % i tilskud til køb af anlægget samt en fast afregningspris for salget af strøm til nettet på 40 øre bliver samlede årlige omkostninger ved driften af MKV- anlæg mindre end ved driften af et oliefyr. Samlede årlige omkostninger er på 32040DKK (fratrukket indtægter). Man kan altså konkludere at nuværende love og afregningsprincipper bør ændres, hvis man vil have at forbrugerne skal købe et mikrokraftvarmeanlæg frem for et oliefyr. 187

6 PRISSIGNAL I dette kapitel vil jeg beskrive hvordan man kan styre driften af et mikrokraftvarme anlæg ud fra et prissignal. Prissignalet kommer fra Nordpool i form af spotpriser, som varierer fra time til time. Da man kl. 13. dagen før selve driftsdøgnet kender spotpriserne for det kommende driftsdøgn, er det muligt at regne sig frem til hvornår det bedst kan betale sig, at producere strøm på et mikrokraftvarmeanlæg og sælge den på Nordpool. Desuden kan man udregne hvor stor en varmetank husstanden skal have hvis anlægget skal være styret af et prissignal og samtidig kunne dække husstandens varmebehov. 6.1 Elmarkedet i Danmark Markedsprisen for el fastsættes på Den Nordiske Elbørs Nord Pool der omfatter Danmark, Norge, Sverige og Finland. Nord pool består af to markeder: Elspot og Elbas. Elspot er spotmarkedet for elektricitet, hvor markedsprisen fastsættes time for time. De aktører, der ønsker at købe og sælge elektricitet på Elspot, skal sende deres handelsbud til Elspot senest klokken 12 dagen før driftstimen. Producenterne indsender hvor stor en mængde el de er villige til at producere time for time og til hvilken pris. El-handlere indsender hvor stor en mængde el de vil købe eller sælge time for time og til hvilken pris. På baggrund af alle købs- og salgsbud dannes hhv. en udbuds og en efterspørgselskurve for hver enkelt time i døgnet, og det sted de to kurver krydser, bliver den såkaldte spotpris i den pågældende time. Spotprisen samt de enkelte producenters produktion samt aftageres køb meldes dernæst ud til købere og sælgere, som kan planlægge det kommende døgn derefter. Spotprisen fastsættes for hver time ud fra udbud og efterspørgsel, jf. Figur 6-1. De aktører som har budt ind på spotmarkedet får kl. 13 at vide hvad de har handlet og til hvilken pris. 189

Prissignal Figur 6-1: Beregning af systemprisen for en driftstime ud fra de til Nordpool indkommende udbud og efterspørgsel Som man kan se på figur 6-1. er el udbudskurven trappeformet. Produktionsteknologier med de laveste marginale produktionsomkostninger udgør de nederste trin på figuren, hvorimod produktionsteknologier der udgør de øverste trin på figuren er produktionsteknologier med høje marginale produktionsomkostninger. De bliver typisk aktiveret for at dække spidslastbehov. Den indtegnede efterspørgselskurve, som er den markedet oplever, vil forskydes indad i en lavlastsituation og udad i en spidslastsituation. Herved vil prisen på el også forskydes. 6.2 Elbas Hvor spotmarkedet har en forholdsvis lang tidshorisont, kan der på Elbas-markedet handles el indtil én time før timen for leverancen. Elbas-markedet åbner efter Elspot markedet er lukket og spotprisen er fundet, og fortsætter således med kontinuerlig handel det kommende halvandet døgn dog kun indtil timen før leverancen. Bortset fra tidsdimensionen, fungerer Elbas i store træk som Spotmarkedet. På Elbas er det dog kun muligt at handle til forbrugere i Finland, Sverige og Danmark. Elbas markedet åbner kl. 15, men i Danmark kan der handles på Elbas først fra kl. 17. 190

Prissignal Driftsdøgn 12.00 13.00 17.00 19.00 19.30 20.00 21.00 dagen før dagen før dagen før Handel på Markedsprisen Elspot for de kommende Der kan Bud til TSO Driftstime driftsdøgn bliver handles på Reservekraftoffentliggjort Elbas markedet lukker Driftsdøgn Reguler og reservekraft handel Figur 6-2: Tidsinddeling af markedet for handel med el i forhold til en driftstime fra kl. 20-21 Som vist i figur 6-2. er det afstanden i tid til den endelige driftstime, der afgør hvordan handlen foregår. I princippet kan der tegnes en tilsvarende tidslinje til hver eneste driftstime i døgnet. I eksemplet er brugt den driftstime, der starter kl. 20 om aften. Som man kan se på figuren er det muligt at handle på Elspot til kl.12 dagen før det faktiske driftsdøgn. I Danmark åbner Elbas kl. 17. dagen før driftsdøgn og der er muligt at handle på Elbas indtil en time før den aktuelle driftstime. I mit eksempel er det altså muligt at handle på Elbas fra kl. 17. dagen før driftsdøgn til kl. 19., dvs. en time før driftstimen. Når handlen på Elspot og Elbas er afsluttet er det muligt at melde ind på regulerkraftmarked indtil en halv time før den faktiske driftstime. I selve driftstimen køber TSO regulerkraft af de aktører der har meldt ind på regulerkraftmarkedet. 191

Prissignal 6.3 Elpris variation på Spotmarkedet Prisen på el afhænger af udbud og efterspørgsel på markedet for el. Hvis man forventer et højt el forbrug vil el prisen blive høj, da man på dette tidspunkt bliver nødt til at producere el på produktionsanlæg med høje marginale omkostninger jf. figur. 5-1. Prisen på strøm varierer i løbet af døgnet og året. For eksempel er strømmen tit billigere om natten, hvor efterspørgslen er lille - og om sommeren hvor behovet for lys og varme er beskedent. Men også vejrforholdene har betydning for prisen. Lav produktionen af strøm fra vindkraft er en af de faktorer som bidrager til at prisen på strøm bliver højere. Eventuelle fejl i systemet er også med til at forhøje prisen af strøm. Desuden betyder det meget, om det har været et vådt eller et tørt år i Norge og Sverige. Hvis det har regnet og sneet meget, er der meget vand til at lave vandkraft hos vores naboer. Det giver meget strøm på Nordpool og dermed et større udbud, hvilket typisk giver lave priser - og omvendt i tørre år. Figur 6-3: Typisk spotpris variationer i Øst Danmark onsdag d.13 februar 2008. Som man kan se på figuren varierer priserne typisk fra ca. 288 DKK/MWh til 630 DKK/MWh. De høje priser ligger i perioder hvor husstandene typisk har et højere el forbrug dvs. om morgenen og om aften, og er lavere tidligt om morgenen og sent om natten. På figur 6-3. kan man altså se de typiske elprisvariationer. Der kan også opstå situationer hvor el prisen går i nul eller bliver meget høj. Hvis der er meget vind på tidspunkter hvor el efterspørgsel er lille kan der opstå situationer hvor el prisen lokalt bliver 0. 192

Prissignal Den 28.november 2005 var priserne i Øst Danmark rekordhøje. Den gennemsnitlig spotpris var på 1,76 DKK/kWh, og fra kl. 17-18 var prisen helt op på 13, 46DKK/kWh. Grunden til de høje priser var et nedbrud på Avedøreværket, reduceret handelskapacitet på Øresundsforbindelsen, ingen vindproduktion samt høj strøm forbrug 19. Figur 6-4: Viser hvordan elspotprisen varierer på en unormal dag d. 28.11.2005 19 http://www.energinord.dk/download/energiimpuls/energiimpuls%20januar%202006.pdf 193

Prissignal 6.4 Elprissignal For at kunne tilpasse driften af et MKV anlæg således at den bliver styret efter et el prissignal skal man døgnet før et givet drifts-døgn vurdere forskellige parametre for at sikre en teknisk og økonomisk optimal anlægsdrift i driftsdøgnet: 1. Varmebehovet for driftsdøgnet skal prognosticeres time for time, så man sikrer at varmebehovet i husstanden altid kan dækkes vha. MKV- anlægget. Her skal tages hensyn til forventede ude- temperaturer samt til forbrugsvaner herunder forbrugsvariationer i forhold til ugedagene. 2. Energien i varmeakkumuleringstanken skal vurderes ved driftsdøgnets start og slut. 3. Anlæggets produktion skal placeres i det timer hvor el prisen er høj så man tjener så meget som muligt på el salget, men også så vidt muligt i det perioder hvor elforbruget i husstanden er høj så man undgå at købe dyr strøm fra nettet. 4. Da antages at opstartsomkostninger for MKV- anlægget er negligible. Da man kender el spotpriserne kl. 13 dagen før driftsdøgn og hvis man antag at varmeforbruget og el forbruget i husstanden vil være det samme som dagen før, er det muligt at beregne i hvor lang tid MKV- anlægget skal køre for at dække husstandens varmebehov, da man kender anlæggets produktion og husstandens el og varmebehov. Men i praksis kan man ikke regne med at varmeforbruget i en husstand på en hverdag vil være den sammen i dag som i morgen. Varmeforbruget i husstanden er meget afhængig af vejrforholdene, om forbruget sker på en hverdag, weekend eller en helligdag, hvor familien typisk vil være hjemme og forbruge lidt mere varme end på en almindelig hverdag. Det der betyder mest for forbruget af varmen i en husstand er vejrforholdene, som vindforhold, antal solskinstimer og ude temperaturen. De store varmeproducenter i Danmark har diverse varmeprognoseprogrammer hvor vejrforholds parametre indgår i beregninger af varmeforbruget næste dag, samt en database med historisk varmeforbrug, dvs. varmeforbruget flere år tilbage. Disse bereg- 194

Prissignal ningsprogrammer bliver med tiden selv lærerne da varme forbrugsmønster ligger i databasen. Derfor er det meget vigtig at DMI udsender præcise vejrprognoser da parametrene fra disse prognoser indgår i beregninger af varme forbrug. Varmeforbrugsprognoser laves for 6 dage af gangen, men opdateres dagligt. Da DMIs prognoser ikke altid er 100 % rigtige sørger man for at de kraftvarmeværker da har en varmeakkumuleringstank altid har en vis indhold i tanken så man altid kan dække varmebehovet, hvis der sker pludselige vejrændringer. El priserne der benyttes her til at styre anlæggets produktion er priser fra onsdag d.13. februar 2008. Der kigges på hvordan man kan styrer anlægges drift på en typisk dag. El og varmebehov i husstanden stammer fra det tidligere omtalte data i kapitel 3 og er el og varme- behov i husstanden for en hverdag i februar måned. El behovet i husstanden på en hverdag i februar måned er på 16,85kWh og varmebehovet er på 83,94kWh. Figur 6-5: Elforbruget i husstanden på en hverdag i februar måned. 195

Prissignal Figur 6-6: Varmeforbruget i husstanden på en hverdag i februar måned. Tabel 6-1: El og varmeforbruget i husstanden samt el spotpris (onsdag d.13.02.2008) Tid [h] Pris [øre/kwh] Elforbrug [kwh] Varmeforbrug [kwh] 00-01 28,99 0,1 2,08 01-02 28,84 0,1 2,08 02-03 28,79 0,1 2,08 03-04 28,79 0,1 2,08 04-05 28,96 0,1 2,97 05-06 29,59 0,13 5,36 06-07 29,87 0,16 6,56 07-08 41,28 1,32 4,77 08-09 55,44 0,99 4,17 09-10 55,46 0,53 2,97 10-11 55,45 0,26 2,97 11-12 55,41 0,1 2,97 12-13 41,09 0,1 2,97 13-14 41,10 0,13 3,57 14-15 41,08 0,2 3,87 15-16 41,08 0,39 3,87 16-17 41,25 0,66 4,57 17-18 55,80 2,63 5,07 18-19 63,00 5,26 3,58 19-20 55,47 1,32 3,58 20-21 41,08 0,66 3,87 21-22 41,03 0,66 3,27 22-23 29,98 0,59 2,44 23-24 29,76 0,26 2,32 196

Prissignal MKV anlæggets produktion per dag er på 252kWh varme og 127,2kWh el hvis den altså var i drift alle dagens 24 timer. Uendelig stor varmeakkumuleringstank Hvis man antager at husstanden har en varmeakkumuleringstank som er uendelig stor dvs. at MKV er i drift alle 24 timer den pågældende onsdag så vil man i løbet af onsdagen kunne sælge: Elsa lg ElprodMKV Elforbrug Elsa lg (24 *5,3 16,85 110, 35kWh Altså hvis anlægget var i drift hele onsdag kunne man sælge 110,35kWh strøm. Tabel 6-2: Variation i el spotprisen samt MKV anlæggets el produktion, husstandens el forbrug, mulig el salg og indtjening ved el salget i løbet af onsdag d. 13.02.2008 Tid [h] Pris [øre/kwh] El produktion [kwh] Elforbrug [kwh] Mulig el salg [kwh] Indtjening [DKK/h] 00-01 28,99 5,3 0,1 5,2 1,50 01-02 28,84 5,3 0,1 5,2 1,49 02-03 28,79 5,3 0,1 5,2 1,49 03-04 28,79 5,3 0,1 5,2 1,49 04-05 28,96 5,3 0,1 5,2 1,50 05-06 29,59 5,3 0,13 5,17 1,52 06-07 29,87 5,3 0,16 5,14 1,53 07-08 41,28 5,3 1,32 3,98 1,64 08-09 55,44 5,3 0,99 4,31 2,38 09-10 55,46 5,3 0,53 4,77 2,64 10-11 55,45 5,3 0,26 5,04 2,79 11-12 55,41 5,3 0,1 5,2 2,88 12-13 41,09 5,3 0,1 5,2 2,13 13-14 41,10 5,3 0,13 5,17 2,12 14-15 41,08 5,3 0,2 5,1 2,09 15-16 41,08 5,3 0,39 4,91 2,01 16-17 41,25 5,3 0,66 4,64 1,91 17-18 55,80 5,3 2,63 2,67 1,48 18-19 63,00 5,3 5,26 0,04 0,02 19-20 55,47 5,3 1,32 3,98 2,20 20-21 41,08 5,3 0,66 4,64 1,90 21-22 41,03 5,3 0,66 4,64 1,90 22-23 29,98 5,3 0,59 4,71 1,41 23-24 29,76 5,3 0,26 5,04 1,49 197

Prissignal Figur 6-7: Mulig el salg (uendeli stor varmetank onsdag d 13. Februar) Som men kan se på figuren kan man sælge mest strøm i perioden fra kl. 00-07,da forbruget i husstanden ikke er så stort i løbet af denne periode. Derefter stiger forbruget i husstanden, og dermed falder det mulige salg af strømmen. Efter kl. 8 begynder forbruget af strømmen i husstanden igen at falde, og det medfører en stigning i el salget. Fra klokken 13 stiger forbruget af strøm i husstanden langsomt og salg af strøm falder tilsvarende. Fra kl. 17- kl. 19 har man den højeste forbrug af strøm i husstanden og derfor sælger man ikke så meget el i denne periode. Derefter falder forbruget af strøm i husstanden og el salget stiger. Med det gældende strøm priser fra Nordpol kan man beregne hvor meget man vil tjene på strøm salget hvis MKV- anlæg var i drift hele onsdagen. Indtjening per time beregnes vha. følgende formel: Elindtj ( ElprodMKV Elforbrug) * Elspotpris Elindtj ( 5,3 0,1)*0,288 1, 507 DKK Således vil indtjeningen ved salg af strømmen i den første time af driftsdøgn være på 1,507DKK og den samlede indtjening for en hel driftsdøgn vil være på 43,66 DKK. 198

Prissignal Styring af MKV anlæggets drift ved en varmeakkumuleringstank som ikke er uendelig stor I praksis har husstanden ikke en uendelig stor varmeakkumuleringstank og MKV anlægget kan derfor ikke være i drift hele dagen. For at dække et varmebehov i husstanden som er på 83,94 kwh skal anlægget være i drift i ca. 8 timer. Derfor vil jeg prøve at undersøge hvor stor varmetanken skal være hvis MKV anlægget kun skal køre i det 8 timer og der stadigvæk skal tjenes så meget som muligt på salget af el. Figur 6-8: Viser det man kan tjene hvis anlægget er i drift hele onsdagen. Hvis anlægget kun skal være i drift i det 8 timer kan men ud fra figur 6-8. se at anlægget skal være i drift fra kl. 8 til kl. 15 og igen fra kl. 19 kl. 20 for at husstanden kan tjene mest mulig penge ved salg af el. Men der skal også tages højde for at købet af el fra nettet er flere gange dyrere end den pris man få for salg af el og derfor bør anlægget være i drift i de perioder hvor strøm forbruget i husstanden er høj. Selv om strømsalget i disse perioder ikke vil være så stor, 199

Prissignal vil det koste en del penge at købe strømmen fra nettet. Omkostninger til køb af strøm fra nettet kan ses på 6-9. Figur 6-9: Viser hvad de vil koste husstanden hvis den købte el fra nettet. Prisen for køb af en kilowatt strøm fra nettet er sat til 2DKK. Ud fra overstående figur kan man se at de timer hvor anlægget skal være i drift pga. høj strøm forbrug ligger i perioden fra kl.7 til kl.8 hvor forbruget er på 1,32 kw, og i perioden fra k.17-20 hvor forbruget ligger på 9,21 kwh (se tabel3-5.). Hvis man forudsætter at prisen for køb af el fra nettet er på 2 DKK/ kwh så vil køb af strømmen i de to perioder koster husstanden i alt 21,06 DKK. De er ca. halvdelen af det man kunne tjene i løbet af dagen hvis man havde en uendelig stor varmeakkumuleringstank. Derfor bør anlægget være i drift fra kl. 7 til kl. 12 og fra kl. 17-20. I dette periode vil men tjene(se tabel 3-5.): Elindtjening 16,07 DKK Da el behovet i det timer hvor man skal købe strøm (hvor anlægget ikke er i drift) ikke er så stor og ligger på 4.44 kwh, så vil el købet med en el pris på 2 DKK koste 8,88 DKK. 200

Prissignal Når man ved i hvilke timer anlægget skal være i drift, kan man beregne sig frem til hvor stor varmeakkumuleringstanken skal være for altid at kunne dække varmeforbruget i husstanden. Da man ved at anlægget ikke skal være i drift før kl. 7 og varmebehovet i husstanden altid skal dækkes vil det betyde at varmeakkumuleringstanken ved starten af driftsdøgn skal være fuld eller have en vis varmekapacitet. Klokken. 7 skal varmeakkumuleringstanken enten være tom eller have et vist indhold af varme, men også have tilstrækkelig stor kapacitet så MKV anlægget kan være i drift til kl. 12. Derefter skal varmeakkumuleringstanken have kapacitet nok til at dække varmebehovet i husstanden fra kl. 12 til 17, hvor MKV anlægget ikke vil være i drift. Kl. 17 skal indholdet i varmeakkumuleringstanken være passende så MKV anlæg kan være i drift i det næste 3 timer, men også stor nok til at dække varmebehovet i husstanden fra kl.20 til 00, når anlægget ikke vil være i drift. Når anlægget er ude af drift beregnes forbruget af varmen fra varmeakkumuleringstanken på følgende måde: Indholdet af varmen i tanken på et givet tidspunkt forbruget af varmen i næste time Når anlægget er i drift beregnes varmeakkumuleringen i tanken som: Nuværende indhold i tanken +(Varme produktionen af anlægget per time varme forbrug i husstanden per time). Da man skal starte med en fuld tank eller en tank med en hvis indhold af varmen og anlægget ikke skal være i drift før kl. 7, kan man bregne sig frem til hvor stor varmetank skal være. Det gør man ved at summere varmeforbrugerne i denne periode (fra kl. 00-07.) Varmeforbruget i denne periode er på 23,21kWh.dvs. indholdet i varmeakkumuleringstanken til at starte med skal mindst være på det 23,21kWh så man altid kan dække varmebehovet i husstanden. Hvis MVK anlægget skal være i drift fra kl. 7 til kl. 12 må varmeakkumuleringstanken være på 34,64 kwh for at kunne gemme den overskydende varmeproduktion. Med sådan en størrelse af tanken dvs. 34,65 kwh som tanken vil indeholde kl. 12. når anlægget stoppes ved der så kl. 17 være 15,67kWh varme i tanken og kl. 20 når anlægget stopper med driften vil der være 34,94 kwh varme i tanken. I den sidste time af onsdagen vil indholdet i varmeakkumuleringstanken være på 23,04 kwh. Varmeakkumuleringstanken bør derfor være en tank med em varmeindhold på 37kWh da, det findes som en standard varmebeholder og har en volumen på 800 liter. Jeg har dog valgt at indholdet i varmetanken til at starte med skal være på 25 kwh således at man kl. 7 ikke starter med en varmetank som er helt tom for varmen, men har en lille reserve varmekapacitet på 1,79 kwh. 201

Prissignal Med en varmeakkumuleringstank der har et indhold på 25 kwh varme når dagen starter vil indholdet i varmeakkumuleringstanken varierer i løbet af onsdagen som på figur 6-10. Figur 6-10: Viser hvordan indholdet i varmetanken varierer ( start 25kWh varmetanksstørrelse 37kWh). 202

Prissignal Tid [h] Varme Produktion [kwh] Varmeforbrug [kwh] Indhold i tanken [kwh] Start 23,21kwh Drift status 00-01 10,5 2,08 21,13 Ikke i drift 01-02 10,5 2,08 19,05 Ikke i drift 02-03 10,5 2,08 16,97 Ikke i drift 03-04 10,5 2,08 14,89 Ikke i drift 04-05 10,5 2,97 11,92 Ikke i drift 05-06 10,5 5,36 6,56 Ikke i drift 06-07 10,5 6,56 0 Ikke i drift 07-08 10,5 4,77 5,73 I drift 08-09 10,5 4,17 12,06 I drift 09-10 10,5 2,97 19,59 I drift 10-11 10,5 2,97 27,12 I drift 11-12 10,5 2,97 34,65 I drift 12-13 10,5 2,97 31,68 Ikke i drift 13-14 10,5 3,57 28,11 Ikke i drift 14-15 10,5 3,87 24,24 Ikke i drift 15-16 10,5 3,87 20,37 Ikke i drift 16-17 10,5 4,70 15,67 Ikke i drift 17-18 10,5 5,07 21,1 I drift 18-19 10,5 3,58 28,02 I drift 19-20 10,5 3,58 34,94 I drift 20-21 10,5 3,87 31,07 Ikke i drift 21-22 10,5 3,27 27,8 Ikke i drift 22-23 10,5 2,44 25,36 Ikke i drift 23-24 10,5 2,32 23,04 Ikke i drift Figur 6-11: Hvodan indholdet i varmetanken varierer hvis man starter med et indhold på 23,21 kwh. 203

Prissignal Tid [h] Varmeproduktion [kwh] Varmeforbrug [kwh] Indhold i tanken [kwh] Start 25 kwh Drift status 00-01 10,5 2,08 22,29 Ikke i drift 01-02 10,5 2,08 20,84 Ikke i drift 02-03 10,5 2,08 18,76 Ikke i drift 03-04 10,5 2,08 16,68 Ikke i drift 04-05 10,5 2,97 13,71 Ikke i drift 05-06 10,5 5,36 8,35 Ikke i drift 06-07 10,5 6,56 1,79 Ikke i drift 07-08 10,5 4,77 7,52 I drift 08-09 10,5 4,17 13,85 I drift 09-10 10,5 2,97 21,38 I drift 10-11 10,5 2,97 28,91 I drift 11-12 10,5 2,97 36,44 I drift 12-13 10,5 2,97 33,47 Ikke i drift 13-14 10,5 3,57 29,9 Ikke i drift 14-15 10,5 3,87 26,03 Ikke i drift 15-16 10,5 3,87 22,16 Ikke i drift 16-17 10,5 4,70 17,46 Ikke i drift 17-18 10,5 5,07 22,89 I drift 18-19 10,5 3,58 29,81 I drift 19-20 10,5 3,58 36,73 I drift 20-21 10,5 3,87 32,86 Ikke i drift 21-22 10,5 3,27 29,59 Ikke i drift 22-23 10,5 2,44 27,15 Ikke i drift 23-24 10,5 2,32 24,83 Ikke i drift Figur 6-12: Hvodan indholdet i varmetanken varierer hvis man starter med et indhold på 25 kwh. 204

Prissignal 6.5 Diskussion Mit oprindelige mål var at finde ud af hvordan man kunne styre driften af MVKanlægget ved hjælp af et prissignal i løbet af en typisk dag. Tilsvarende planlægning kan udføres for en længere periode og vil nok give et bedre billede af den økonomiske rentabilitet for sådan et styring. Hvis man havde en uendelig stor varmeakkumuleringstank kunne husstanden tjene 44 DKK ved at sælge strøm til nettet. Men da man i praksis ikke har en uendeligstor varmeakkumuleringstank, kan husstanden med en varmeakkumuleringstank på 800 liter tjene 16,07 DKK i løbet af onsdagen. Der skal samtidig købes strøm fra nettet som vil koste husstanden 8,88Dkk. Den samlede indtjening bliver derfor 7,20 DKK. Om sommeren vil husstanden dog ikke have mulighed for at tjene så mange penge da varmebehovet ikke er så stort og dermed vil driftstiden af anlægget heller ikke være så lang som om vinteren. Hvis mikrokraftvarmeanlæg skal ud og sælge strøm på markedsvilkår og stadigvæk være økonomisk attraktiv for forbrugeren, bør afregningsreglerne ændres. En af ændringer kan f.eks. at man begynder at give tilskud til elektriciteten produceret på mikrokraftvarmeanlæg eller pristillæg som f.eks. de decentrale anlæg får i dag. I Tyskland hvor mikrokraftvarmeteknologien er meget mere udbredt end i Danmark, får mikrokraftvarme producenter en fast afregningspris for den producerede el. En gunstig afregning af el-produktionen vil bidrage til at det vil være mere rentabelt for ejerne af mikrokraftvarme at sælge strøm på markedsvilkår. Det kan konkluderes at det ikke er særligt rentabelt for ejerne af mikrokraftvarmeanlæg at sælge strøm på markedsvilkår med de nuværende afregningsregler. 205

7 PERSPEKTIVERING Kraftvarme i Danmark er ganske udbredt. El og varme produceres både på de centrale kraftværker (stor) og de decentrale kraftværker. I Danmark er man i løbet af de seneste år begyndt at satse mere og mere på decentral kraftvarmeproduktion. Der er kommet flere typer af små anlæg som mikrokraftvarme, brændselsceller som kan bidrage til at denne udvikling fortsætter. Mit projekt har omhandlet et ikke-modulerende mikrokraftvarmeanlæg og har vist både de stærke og svage sider ved præcis dette anlæg. Det behandlede problemstillinger kan dog nemt overføres til andre typer af små anlæg som f.eks. brændselsceller. Disse anlæg skal alle være økonomisk attraktive for forbrugerne før de vælge at installere dem. I dag kan man for betaling fra (el) systemoperatørerne for at yde en række services fra sit kraftvarmeanlæg, såsom reservekapacitet, reguleringseffekt mv. Det vil næppe være realistisk dagligt at skulle indmelde produktionsmuligheder og tilbudspriser for et mikrokraftvarmeanlæg. Men det vil være interessant at se hvordan situationen vil være hvis man havde et stort antal mindre enheder. En form for overordnet styring af disse kan opnås med et såkaldt virtuelt kraftværk koncept, på engelsk kaldet virtual powerplant eller blot VPP. VPP er altså en enhed der kan producerer kraft til nettet, men hvor kraften reelt kommer fra mange mindre distribuerede enheder. Disse enheder vil have kort responstid (nogle minutter) i forhold til store kraftværker (nogle timer) og kan hurtigere reagere på belastningsændringer i nettet. Man et stort antal mindre enheder i elforsyningen vil også byde på en række problemer. For el nettet vil der især være udfordringer mht. styring og regulering. Det bliver også nødvendig at begrænse støjemissioner fra alle disse anlæg. Anlæggene vil ind-og udkobles væsentlig oftere end de nuværende anlæg i elsystemet. Man skal også tage stilling til hvordan disse anlæg skal styres. Er det elforbrug eller varmeforbrug i den enkelte husstand, der afgør, hvornår der produceres? Eller er det elhandleren, der afgør hvornår der produceres el, så der produceres, når markedspriserne er højeste? Der bør undersøges hvordan man bedst kan styre disse anlæg, samt undersøge alle fordeler og ulemper, da de kan give en bud på hvordan fremtiden elforsyning kan opbygges og bidrage til en bæredygtig el- og varmeproduktion. 207

8 KONKLUSION I dette projekt har jeg undersøgt hvad de teknisk-økonomiske rammer samt lovgivningen skulle være, for at gør mikrokraftvarme teknologien mere økonomisk attraktiv for forbrugerne, og dermed fremme indpasningen af mikrokraftvarme enheder i Danmark. Undersøgelser tog udgangspunkt i et mikrokraftvarmeanlæg(dachs) fra den tyske producent SenerTec. Jeg har altså fundet ud af hvordan anlægget skal installeres og kobles til det eksisterende varmesystem samt hvordan el installationen skal være. Desuden har jeg fundet ud af hvilke love og afgiftsmæssige forhold gør sig gældende ved driften af mikrokraftvarmeanlæg. Ifølge elafgiftsloven kan mikrokraftvarmeanlægs ejere vælge imellem to afregningsmodeller: 1. Anlægget er ikke registreret efter el afgiftsloven 2. Anlægget er registreret efter el afgiftsloven. DACHS anlægget som danner grundlaget for projektbesvarelsen kan ikke registreres efter el afgiftsloven, da anlæggets el produktion ikke vil være kontinuert, men afhængig af husstandens behov for elektricitet. Derfor afregnes el og varmeproduktionen af DACHS anlægget, efter de gældende regler for de ikke registrerede anlæg. Der betales afgift efter den lavere fyringssats (satsen for andet gas og diesel olie) af hele forbruget af olie/gas til fremstilling af elektricitet og varme. Denne afgift er på 187,5 øre/l. Der betales kuldioxid afgift af hele forbruget af olie. Afgiften er på 24,3 øre/ l. Der betales ikke el og CO 2 afgift af den producerede elektricitet og der gives ikke godtgørelse af afgiften af olie, der medgår til fremstilling af elektricitet. Desuden betales der en reduceret PSO-tarif af den del af strømmen som produceres til egetforbrug, og af den del af strømmen som leveres til el nettet. Strømmen leveres gratis til el nettet, da de ikke registrerede anlæg ikke kan sælge strøm på markedsvilkår. Anlægs ejeren skal dække elselskabets udgifter til måling og opgørelse af elproduktionen samt beregning af PSO-afgiften. Mikrokraftvarme producenter (ejerne) køber strømmen fra el nettet på lige fod med andre forbrugere, dvs. der betales fuld pris for strømmen inkl. alle afgifter. Det samme gør sig gældende ved køb af fyringsolie hos olieselskaber. Jeg har også fundet ud af hvilke afregningsprincipper gør sig gældende ved drift af mikrokraftvarmeanlæg som kan registreres efter el-afgiftsloven. 209

Konklusion Jeg simulerede driften af DACHS-anlægget over et år, hos en /flere virkelige forbrugere for at undersøge anlæggets kørselsmønstre. Til dette formål opbyggede jeg 6 driftsstrategier og analyserede driften af anlægget med forskellige størrelser af varmetanke, hos et, to eller tre forbrugere tilsluttet til anlægget. Den første driftsstrategi gik ud på at simulere anlæggets drift uden nogen form for styring. Anlægget viste sig dog at være kraftig overdimensioneret i forhold til el - og varmeforbruget i den simulerede husstand Anlægget kørte under halvdelen af tiden for at producere nok varme. Når man tilsluttede flere end en husstand til anlægget, kunne man dog udnytte anlæggets produktionskapacitet meget bedre. Derfor kan man sige at forbrugerne som værksteder, mindre landbrug, og mindre institutioner ville uden tvivl kunne udnytte anlæggets produktionskapacitet meget bedre. I strategi 1 har jeg også undersøgt om indholdet i varmetanken til at starte med har en betydning for driften af anlægget. Det har vist sig at anlægget ikke får en længere driftstid, selv om man f.eks. starter med en fuld varmetank og ikke med en tom varmetank. Det har også vist sig at størrelsen af varmetanken ikke har en stor betydning for driftstiden af anlægget. Driftstiden ændrer sig ikke markant fra den ene størrelse af akkumuleringstanken til den anden og dermed er der ikke større ændringer i produktionen. Størrelsen af varmetanken har dog en betydning for antal starter af anlægget. Anlægget får betydelig færre starter når en stor varmetank er installeret. Denne reduktion har en stor betydning for anlægget da det slides mere jo flere gange anlægget starter og dermed reduceres dens levetid. Desuden formindskes vedligeholdsomkostninger. Strategi nr. 2 var også en varmestyret strategi dog blev der indført to styregrænse. Indførelse af styregrænser var alene forårsaget af, at vi ikke skulle komme udenfor lagerbeholderens kapacitet. Da anlæggets produktion i strategi 2 var varmestyret blev driftstiden, samt el og varmeproduktion næsten ens som ved simuleringer udført i strategi 1. El købet og el salget var dog forskellige i forhold til strategi 1 (gælder alle varmetank størrelser). El købet og el salget faldt tilfældigt ud afhængig af driftstidspunktet i forhold til elforbruget. I strategi 1 og 2 var det muligt at dække op til ca. 30 % af husstandens elbehov vha. anlæggets produktion. I strategi 3 sørgede jeg for at anlægget næsten altid var i drift, når husstanden havde et højt elforbrug. Denne styring har bevirket, at en større del af husstandens el-behov kunne dækkes af anlægget. Det var muligt at dække ca. 58 % af husstandens el-behov vha. anlæggets produktion. 210

Konklusion For underligere at reducere købet af strøm i husstanden har jeg prøvet at se, hvad der skete med driften af anlægget hvis det var muligt at gemme en eller to timer af anlæggets el-produktion i en elbil. Når anlægget ikke var i drift brugte man så denne strøm til at dække elbehovet i husstanden. Det har vist sig at man kunne dække op til ca.93 % af husstandens elbehov ved denne styring. Med to/ tre husstande tilsluttet til anlægget kunne man i strategi 4 dække op til ca. 83 % af husstandenes elbehov. Ved driftssimuleringer af DACHS anlæg er forbrugerens økonomiske konsekvenser vurderet. Der er gevinst ved at producerer elektricitet til eget forbrug da driftsudgifterne til produktion af el er lavere end køb af el fra nettet. Med de nuværende love og afregningsregler for mikrokraftvarme er brugerøkonomien ikke tilfredsstillende sammenlignet med de andre forsyningsteknologier som husstanden kan vælge. Det samlede årlige omkostninger er stadigvæk højere ved driften af MKV anlæg sammenlignet med et oliefyr. Men hvis nogle af reglerne blev ændret, vil det faktisk være mere økonomisk rentabelt for forbrugerne at investere i et mikrokraftvarmeanlæg frem for et nyt oliefyr. Hvis ejerne af mikrokraftvarmeanlæg fik mulighed for at få tilskud til køb af anlægget, mulighed for at gemme anlæggets strømproduktion i en kort periode, samt fik en gunstig pris for salget af strømmen produceret på disse anlæg vil det kunne betale sig for dem at investere i sådant et anlæg. Set fra et økonomisk synspunkt vil det også være meget bedre hvis flere husstande kunne deles om sådan et produktionsanlæg da, anlæggets pris er på 80.000 DKK, og dermed vil en deling reducerer husstandenes omkostninger til køb af anlægget, dvs. det vil være mere rentabelt for forbrugerne at anskaffe sig et mikrokraftvarmeanlæg. Ved fremtidig udvikling af energisystemer, hvor mere effektiv udnyttelse af primærenergien er i højsædet, skal kraftvarmeudnyttelse øges. Derfor vil der for de områder, hvor der i dag ikke er etableret fjernvarmeforsyning være gode muligheder for mikrokraftvarme. Anlægget sætter også et loft over hvor meget energiforbruget må være i husstanden, da egenproduktion af elektricitet er billigere end køb fra el nettet. Derfor vil forbrugeren formodentlig sørger for at tilpasse sit el behov således at optimale driftsbetingelser bliver opfyldt. Det vil kunne være en positiv konsekvens af gennemsigtighed i energisystemet, hvor forbrugeren har tættere forhold til produktionen af el og varme. Jeg har også fundet ud af hvordan man kan styrere driften af anlægget vha. et prissignal i løbet af en typisk dag. Med de nuværende afregningsregler og love vil det ikke være særlig rentabelt for ejerne af mikrokraftvarmeanlæg at sælge strøm på markedsvilkår da indtjeningsmuligheder er for ringe. Ejeren kan kun tjene 7,20 DKK i løbet af en typisk dag om vinteren. Hvis man medregner el produktionsomkostninger vil ejeren faktisk have underskyld. 211

Konklusion Ved sammenlignende analyser af økonomien i de undersøgte anlæg er det fundet, at følgende forudsætninger bidrager i betydelig grad til en god økonomi: El produktionen skal foregår i de perioder hvor husstanden har høj el forbrug Hvis tilslutningsejendommens måler kunne løbe baglæns ved overproduktion i husstanden eller husstanden havde en el bil som den brugte som el-lager. Ændring af lovgivningen således at den tillader at flere husstande delles om et MKV- anlæg Væsentlig lavere investeringsomkostninger (tilskud til køb af anlægget) Bedre afregningsforhold ved salg af strøm Afgiftsgodtgørelse samt lavere afgifter Reduktion af MKV- anlæggets drifts- og vedligeholdsudgift En større udbredelse af motorbaseret mikrokraftvarme kræver nye tiltag til forbedring af økonomien. Endvidere forudsætter (kommerciel) implementering et vist stykantal for at få produktionsprisen ned. Et særligt elproduktionstilskud eller andre nævnte incitamenter for MKV teknologien, kunne være en måde at sikre så tilpas gunstige forhold, at der vil blive installeret et antal, som sikrer en rimelig pris for sådanne anlæg Der må på baggrund af de gennemførte analyser konkluderes at mikrokraftvarme er en teknologi som bør udvikles videre. Især bør den indgår i en strategi mod øget kraftvarme i energisystemet og erstatte oliefyr og andre individuelle forsyningsteknologier. 212

LITTERATURLISTE(REFERENCER) 1] Mini- og mikrokraftvarme: teknologi, potentiale og barrierer, 2006 Jan de Wit, ISBN: 87-7795-297-9 [2] SenerTec-Kraft Wärme Energiesysteme Carl Zeiß Strasse 18, 97424 Schweinfurt (elektronisk bilag nr.1) [3] NESA pilotinstallation af mikrokraftvarme udarbejdet af Morten Peter Rasmussen 2003 [4] Elsam Afprøvning af Mikrokraftvarmeanlæg, Projektrapport 1. Del, juni 2000 (elektronisk bilag nr. 2) [5] LBK nr.1115 af 08. 11. 2006 Elforsyningslov [6] LBK nr. 347 af 17. 05.2005 Bekendtgørelse af lov om varmeforsyning [7] LBK nr. 421, af 03. 05. 2006 Bekendtgørelse af lov om afgift af elektricitet [8] LBK nr. 889 af 17. august 2006 Lov om kuldioxidafgift af visse energiprodukter [9] LBK nr. 1417 af 21.12.2005 lov om ændring af forskellige miljø- og energiafgiftslove [10] Deloitte - Energi afgifter nu og i fremtid (elektronisk bilag nr. 3) [11] Mikrokraftvarme forenkling af afgiftsregler (elektronisk bilag nr. 4.) [12] www.skat.dk http://www.skat.dk/skat.aspx?oid=111116&chk=201714#pos [13] Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter (elektronisk bilag nr. 5) [14] www.energinet.dk 213

[15] www.elpristavlen.dk [16] Mini/mikrokraftvarme, forudsætninger for installation, dimensionering, afregningsforhold og potentiale, Projekt rapport 1 2005, Jan de Wit, Henrik Iskov ISBN: 87-7795-318-5 Findes på nettet: http://www.dgc.dk/publikationer/rapporter/data/pdf/minimikro.pdf [17] Demonstration af mikrokraftvarme projektrapport december 2003 Karsten Vinkler Frederiksen ISBN:87-7795-245-6 [18] www.hedestoker.dk [19]http://www.energinord.dk/download/energiimpuls/energiimpuls%20januar%202006.pdf [20]Investering og økonomisk levetid, Note til kursus 42415 Teknisk Økonomi, Aage U. Michelsen 2001 [21] The C# Programming Language, Scott Wiltamuth, Peter Golde, Pearson Education (US), ISBN: 0321334434 214

A MICROSOFT VISUAL STUDIO C# I dette afsnit vil jeg beskrive de forskellige klasser og nogle af funktioner i simulationsprogrammet som er blevet benyttet til at simulere de forskellige strategier i kapitel 4. Programmet bestå af en Program klasse, en klasse med navnet Dachs, Data2TextEksporter klassen og seks underklasser strategy1, strategy2, strategy3, strategy4, strategy5 og strategy6. Program klassen Denne klasse er hovedklassen og er ansvarlig for at starte programmet op. Programkoden for denne klasse: using System; using System.Collections.Generic; using System.Windows.Forms; namespace Dachs static class Program /// <summary> /// The main entry point for the application. /// </summary> [STAThread] static void Main() Application.EnableVisualStyles(); Application.SetCompatibleTextRenderingDefault(false); Application.Run(new Dachs()); 215

Dachs klassen Denne klasse har til opgave at aktivere de forskellige strategier samt beregne og præsentere de forskellige data i program vinduet. Hvad sker da så endelig i denne klasse? Når man har valgt strategi og trykket på start knappen indlæses el og varmeforbrugs data fra en tekst fil. Der opbygges en tabel i det virtuelle memory hvor de forskellige koloner i tabellen bliver tilført. Derefter tilføres de forskellige rækker i tabellen med tilhørende data. Rækkerne tilføres en af gangen. Rækkerne tilføres vha. de funktioner man har i hver strategi. Det er altså funktionerne i underklasserne der har denne opgave. Når programmet er kommet til 35 040 kvarter er der ikke flere data(el og varmeforbrugs data) og de forskellige variable der skal beregnes som f.eks. antal starter af anlægget i løbet af et år, eller total el salg bliver beregnet og vist i de forskellige bokse. Programkoden for denne klasse: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.ComponentModel; using System.Data; using System.Drawing; using System.Text; using System.Windows.Forms; using System.IO; namespace Dachs public partial class Dachs : Form private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private DataTable datatable; public Dachs() InitializeComponent(); e) private void buttonstartmachine_click(object sender, EventArgs // Read in el consumption data from file ReadElConsumpionDataFromFile(); // Read in heat consumption data from file ReadHeatConsumpionDataFromFile(); // Create datatable CreateDataTable(); double tankcapacity = double.parse(tbtankcapacity.text); 216

Microsoft Visual studio C# double startheataccumulation = (double.parse(tbstartaccumulation.text) / 100); double tanklowerboundpct = (double.parse(tblowerboundpct.text) / 100); double tankupperboundpct = (double.parse(tbupperboundpct.text) / 100); double tanktriggerlimit = double.parse(tbtanktriggerlimit.text); double elconsumptionlimit = double.parse(tbelconsumptionlimit.text); double eltankcapacity = double.parse(tbeltankcapacity.text); if (radiobuttonstrategy1.checked) // Prepare stretegy 1 object Strategy1 strategy1 = new Strategy1(this, tankcapacity, startheataccumulation, months, days, elconsumptiondata, heatconsumptiondata); // Start machine strategy1.startmachine(); if (radiobuttonstrategy2.checked) Strategy2 strategy2 = new Strategy2(this, tankcapacity, startheataccumulation, tanklowerboundpct, tankupperboundpct, months, days, elconsumptiondata, heatconsumptiondata); // Start machine strategy2.startmachine(); if (radiobuttonstrategy3.checked) Strategy3 strategy3 = new Strategy3(this, tankcapacity, startheataccumulation, tanklowerboundpct, tankupperboundpct, tanktriggerlimit, months, days, elconsumptiondata, heatconsumptiondata, elconsumptionlimit); // Start machine strategy3.startmachine(); if (radiobuttonstrategy4.checked) Strategy4 strategy4 = new Strategy4(this, tankcapacity, startheataccumulation, tanklowerboundpct, tankupperboundpct, tanktriggerlimit, eltankcapacity, months, days, elconsumptiondata, heatconsumptiondata, elconsumptionlimit); // Start machine strategy4.startmachine(); if (radiobuttonstrategy5.checked) 217

// Get el consumption limit values double[] elconslimits = GetElconsumptionLimitValues(); Strategy5 strategy5 = new Strategy5(this, tankcapacity, startheataccumulation, tanklowerboundpct, tankupperboundpct, tanktriggerlimit, months, days, elconsumptiondata, heatconsumptiondata, elconslimits); // Start machine strategy5.startmachine(); if (radiobuttonstrategy6.checked) // Get el consumption limit values double[] elconslimits = GetElconsumptionLimitValues(); Strategy6 strategy6 = new Strategy6(this, tankcapacity, startheataccumulation, tanklowerboundpct, tankupperboundpct, tanktriggerlimit, eltankcapacity, months, days, elconsumptiondata, heatconsumptiondata, elconslimits); // Start machine strategy6.startmachine(); private void ReadElConsumpionDataFromFile() elconsumptiondata = new ArrayList(); months = new ArrayList(); days = new ArrayList(); StreamReader sr = new StreamReader(@"ElectricityConsumption2007.txt"); string input = null; while ((input = sr.readline())!= null) input = input.trim(); string[] splitarray = input.split(' '); for (int i = 0; i < splitarray.length; i++) if (i > 1) // Get el consumption and divide it by 4 as we want it as quarter based value double elconsumption = double.parse(splitarray[i]) / 4; (hour = 4quarters) // Replicate el consumption value 4 times for(int j = 0; j < 4; j++) months.add(splitarray[0]); days.add(splitarray[1]); 218

Microsoft Visual studio C# elconsumptiondata.add(elconsumption * int.parse(tbnoofhouses.text)); sr.close(); private void ReadHeatConsumpionDataFromFile() heatconsumptiondata = new ArrayList(); StreamReader sr = new StreamReader(@"HeatConsumption2007.txt"); string input = null; while ((input = sr.readline())!= null) input = input.trim(); string[] splitarray = input.split(' '); for (int i = 0; i < splitarray.length; i++) if (i > 1) // Get heat consumption and divide it by 4 as we want it as quarter based value double heatconsumption = double.parse(splitarray[i]) / 4; // Replicate heat consumption value 4 times (hour = 4quarters) for (int j = 0; j < 4; j++) heatconsumptiondata.add(heatconsumption * int.parse(tbnoofhouses.text)); sr.close(); private void CreateDataTable() datatable = new DataTable(); DataColumn datacolumn; datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Month"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); 219

datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Day"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Quarter"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Working status"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "El production"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "El consumption"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "El accumulation"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "El sold"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "El bought"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Heat production"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Heat consumption"; datatable.columns.add(datacolumn); datacolumn = new DataColumn(); datacolumn.datatype = Type.GetType("System.String"); datacolumn.columnname = "Heat accumulation"; datatable.columns.add(datacolumn); public void AddDataToTable(string month, string day, int quarterno, int workingstatus, double elproduction, 220

Microsoft Visual studio C# DataRow row; double elconsumption, double elaccumulation, double elsold, double elbought, double heatproduction, double heatconsumption, double heataccumulation) // Create new row row = datatable.newrow(); row["month"] = month; row["day"] = day; row["quarter"] = quarterno.tostring(); row["working status"] = workingstatus.tostring(); row["el production"] = elproduction.tostring(); row["el consumption"] = elconsumption.tostring(); row["el accumulation"] = elaccumulation.tostring(); row["el sold"] = elsold.tostring(); row["el bought"] = elbought.tostring(); row["heat production"] = heatproduction.tostring(); row["heat consumption"] = heatconsumption.tostring(); row["heat accumulation"] = heataccumulation.tostring(); datatable.rows.add(row); // Bind datagrid to datatable datagridviewdachs.datasource = datatable; public void CalculateAndShowMonthlyStats() // Calculate and show total working quarters CalculateAndShowTotalWorkingQuarters(); // Calculate and show total machine start times CalculateAndShowTotalMachineStartTimes(); // Calculate and show total el production CalculateAndShowTotalElProduction(); // Calculate and show total el consumption CalculateAndShowTotalElConsumption(); // Calculate and ahow total el sale CalculateAndShowTotalElSale(); // Calculate and ahow total el buy CalculateAndShowTotalElBuy(); // Calculate and ahow total heat production CalculateAndShowTotalHeatProduction(); // Calculate and ahow total heat consumption CalculateAndShowTotalHeatConsumption(); // Enable export to excel button 221

btnexportdata.enabled = true; private void CalculateAndShowTotalWorkingQuarters() int sum = 0; "1") for (int i=0; i<datatable.rows.count; i++) if (datatable.rows[i]["working Status"].ToString() == sum++; tbworkingquarters.text = sum.tostring(); private void CalculateAndShowTotalMachineStartTimes() int starttimes = 0; int workingstatus = 0; int tempstatus = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) if (i == 0) workingstatus = int.parse(datatable.rows[i]["working Status"].ToString()); if (workingstatus == 1) starttimes++; else workingstatus = int.parse(datatable.rows[i]["working Status"].ToString()); if (workingstatus!= tempstatus) if (workingstatus == 1) starttimes++; tempstatus = workingstatus; tbmachinestarttimes.text = starttimes.tostring(); private void CalculateAndShowTotalElProduction() 222

Microsoft Visual studio C# double sum = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) sum += double.parse(datatable.rows[i]["el production"].tostring()); tbtotalelprod.text = sum.tostring("f2"); private void CalculateAndShowTotalElConsumption() double sum = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) sum += double.parse(datatable.rows[i]["el consumption"].tostring()); tbtotalelcons.text = sum.tostring("f2"); private void CalculateAndShowTotalElSale() double sum = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) sum += double.parse(datatable.rows[i]["el sold"].tostring()); tbtotalelsold.text = sum.tostring("f2"); private void CalculateAndShowTotalElBuy() double sum = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) sum += double.parse(datatable.rows[i]["el bought"].tostring()); tbtotalelbought.text = sum.tostring("f2"); private void CalculateAndShowTotalHeatProduction() double sum = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) 223

sum += double.parse(datatable.rows[i]["heat production"].tostring()); tbtotalheatprod.text = sum.tostring("f2"); private void CalculateAndShowTotalHeatConsumption() double sum = 0; for (int i = 0; i < datatable.rows.count; i++) sum += double.parse(datatable.rows[i]["heat consumption"].tostring()); tbtotalheatcons.text = sum.tostring("f2"); private double[] GetElconsumptionLimitValues() // Create el consumption limits array double[] ElConsumptionlimits = new double[12]; // Get el consumption limit values entered by user and store them into array ElConsumptionlimits[0] = double.parse(tbelconslimjan.text); ElConsumptionlimits[1] = double.parse(tbelconslimfeb.text); ElConsumptionlimits[2] = double.parse(tbelconslimmar.text); ElConsumptionlimits[3] = double.parse(tbelconslimapr.text); ElConsumptionlimits[4] = double.parse(tbelconslimmay.text); ElConsumptionlimits[5] = double.parse(tbelconslimjun.text); ElConsumptionlimits[6] = double.parse(tbelconslimjul.text); ElConsumptionlimits[7] = double.parse(tbelconslimaug.text); ElConsumptionlimits[8] = double.parse(tbelconslimsep.text); ElConsumptionlimits[9] = double.parse(tbelconslimokt.text); ElConsumptionlimits[10] = double.parse(tbelconslimnov.text); ElConsumptionlimits[11] = double.parse(tbelconslimdec.text); return ElConsumptionlimits; /// <summary> 224

Microsoft Visual studio C# /// Function responsible for exporting content of gridview to ; separated text file. /// </summary> /// <param name="sender"></param> /// <param name="e"></param> private void btnexportdata_click(object sender, EventArgs e) //show a file save dialog and ensure the user selects //correct file to allow the export SaveFileDialog savefiledialog = new SaveFileDialog(); savefiledialog.filter = "Textfiler (*.txt) *.txt"; if (savefiledialog.showdialog() == DialogResult.OK) if (!savefiledialog.filename.equals(string.empty)) FileInfo f = new FileInfo(saveFileDialog.FileName); if (f.extension.equals(".txt")) Data2TextExporter data2textexporter = new Data2TextExporter(); // Export to text file data2textexporter.exporttotextfile(savefiledialog.filename, datatable); else MessageBox.Show("Invalid file type"); else MessageBox.Show("You did pick a location " + "to save file to"); 225

Programvinduet : Figur A-1: Viser programvinduet efter endt simulation Funktionen CalculateAndShowMonthlyStats() beregner og viser i tabelens første 3. kolloner kvarterværdi,måned,hverdag/weekend. Kvartersværdi angiver antallet af kvarterer siden midnat. Funktionen CalculateAndShowTotalWorkingQuarters() beregner i hvormange kvarter Dachs anlægget har været tændt i løbet af et år og viser resultatet i boksen (lige over tabelen) med navnet Working quarters. Det gøres ved hjælp af en variabel som hedder working status. Denne variable kan enten have værdier 0 eller 1. Når Dachs anlægget er tændt er working status lige med 1. Når akkumuleringstanken bliver fuld og 226

Microsoft Visual studio C# anlægget stoppes, skifter dens værdi til nul. Alle et taller summeres til sidst og man får det totale antal af driftskvarterer af anlægget i løbet af et år. Funktionen CalculateAndShowTotalMachineStartTimes(); beregner og viser i boksen ovenfor tabelet med navnet starttimes hvor mange gange variablet workingstatus skifter fra et til 0 til 1. På den måde holdes der styre på antal af start af anlægget i løbet at et år. Funktionen CalculateAndShowTotalElProduction() beregner og viser Dachs anlæggets totale el produktion i løbet af et år. Dette vises i boksen der hedder Total el production. Funktionen CalculateAndShowTotalElConsumption(); beregner og viser det totale el forbrug i husstanden. Det totale elforbrug er vist i boksen der hedder Total el consumption. Funktionen CalculateAndShowTotalElSale() beregner og viser hvor meget strøm der bliver solgt til nettet når Dachs anlægget er tændt. Dette vises i boksen som hedder Total el soldt. Funktionen CalculateAndShowTotalElBuy() beregner og viser hvor meget strøm man har købt i alt i løbet af et år, mens Dachs anlægget var slukket dvs. ude af drift. Dette bliver vist i boksen der hedder Total el bought. Funktionerne CalculateAndShowTotalHeatProduction() og CalculateAndShowTotalHeatConsumption() beregner og viser den totale varme produktion af Dachen samt det totale varme forbrug i husstanden i løbet af et år. De bliver vist i bokserne som hedder Total heat productio og Total heat consumption. Alle de overstående fukntioner er fælles funktioner for hver eneste strategi, og bliver kaldt og udført hvergang man har valgt en strategi. Når man har valgt en strategi og de parametre man kan vælge ved den pågældende strategi, skal man trykke på start knappen(start machine). Når man har trykket på start knappen starter simulationen. Der simuleres et års drift af DACHS- anlægget. Mens simulationen er i gang bliver de forskellige funktioner kaldt og deres opgave udført. 227

Under klasser Alle 6 underklasser har til opgave at udføre de ting som er gældende ved den pågældende strategi. F.eks. holde styr på om varmetanken er fyldt op og anlægget skal slukkes,om man skal sælge eller købe strøm osv.dvs. de har ansvaret for de data der tilføres i de forskellige rækker i tabellen. Programkode strategi 1: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Dachs class Strategy1 private int workingstatus = 1; private double elproduction = 1.325; private double heatproduction = 2.625; private double tankcapacity; private double startheataccumulation; private double temptankcapacity; private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private Dachs dachs; public Strategy1(Dachs dachs, double tankcapacity, double startheataccumulation, ArrayList months, ArrayList days, ArrayList elconsumptiondata, ArrayList heatconsumptiondata) this.dachs = dachs; this.tankcapacity = tankcapacity; this.startheataccumulation = startheataccumulation; this.months = months; this.days = days; this.elconsumptiondata = elconsumptiondata; this.heatconsumptiondata = heatconsumptiondata; public void StartMachine() int quarterno = 1; double elsold = 0; double elbought = 0; double heataccumulation = 0; temptankcapacity = tankcapacity * startheataccumulation; 228

Microsoft Visual studio C# if (temptankcapacity == tankcapacity) workingstatus = 0; for (int i = 0; i < elconsumptiondata.count; i++) if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else elbought = 0; elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); if (workingstatus == 0) elproduction = 0; heatproduction = 0; elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i]; // Start to use heat from tank heataccumulation = CalculateConsumptionFromTank((double)heatConsumptionData[i]); if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); elbought = 0; dachs.adddatatotable((string)months[i], (string)days[i], quarterno, workingstatus, elproduction, 229

(double)elconsumptiondata[i], double.parse("0"), elsold, elbought, heatproduction, (double)heatconsumptiondata[i], heataccumulation); quarterno++; // Calculate monthly stats dachs.calculateandshowmonthlystats(); private double CalculateElSale(double elproduction, double elconsumption) double elsold = elproduction - elconsumption; return elsold; private double CalculateHeatAccumulation(double heatproduction, double heatconsumption) double heataccumulation = heatproduction - heatconsumption + temptankcapacity; if (heataccumulation == tankcapacity heataccumulation > tankcapacity) workingstatus = 0; return temptankcapacity; else temptankcapacity = heataccumulation; return heataccumulation; private double CalculateConsumptionFromTank(double heatconsumption) double currtankcapacity = temptankcapacity - heatconsumption; if (temptankcapacity == heatconsumption heatconsumption > temptankcapacity) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; return temptankcapacity; else temptankcapacity = currtankcapacity; 230

Microsoft Visual studio C# return currtankcapacity; Programkode strategi 2: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Dachs class Strategy2 private int workingstatus = 1; private double elproduction = 1.325; private double heatproduction = 2.625; private double tankcapacity; private double startheataccumulation; private double temptankcapacity; double tanklowerbound; double tankupperbound; private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private Dachs dachs; public Strategy2(Dachs dachs, double tankcapacity, double startheataccumulation, double tanklowerboundpct, double tankupperboundpct, ArrayList months, ArrayList days, ArrayList elconsumptiondata, ArrayList heatconsumptiondata) this.dachs = dachs; this.tankcapacity = tankcapacity; this.startheataccumulation = startheataccumulation; this.months = months; this.days = days; this.elconsumptiondata = elconsumptiondata; this.heatconsumptiondata = heatconsumptiondata; tanklowerbound = this.tankcapacity * tanklowerboundpct; tankupperbound = this.tankcapacity * tankupperboundpct; public void StartMachine() int quarterno = 1; double elsold = 0; double elbought = 0; double heataccumulation = 0; temptankcapacity = tankupperbound * startheataccumulation; 231

if (temptankcapacity == tankupperbound) workingstatus = 0; for (int i = 0; i < elconsumptiondata.count; i++) if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else elbought = 0; elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); if (workingstatus == 0) elproduction = 0; heatproduction = 0; elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i]; // Start to use heat from tank heataccumulation = CalculateConsumptionFromTank((double)heatConsumptionData[i]); if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else // Calculate sale of electricity elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); elbought = 0; 232

Microsoft Visual studio C# // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); dachs.adddatatotable((string)months[i], (string)days[i], quarterno, workingstatus, elproduction, (double)elconsumptiondata[i], double.parse("0"), elsold, elbought, heatproduction, (double)heatconsumptiondata[i], heataccumulation); quarterno++; // Calculate monthly stats dachs.calculateandshowmonthlystats(); private double CalculateElSale(double elproduction, double elconsumption) double elsold = elproduction - elconsumption; return elsold; private double CalculateHeatAccumulation(double heatproduction, double heatconsumption) double heataccumulation = heatproduction - heatconsumption + temptankcapacity; if (heataccumulation == tankupperbound heataccumulation > tankupperbound) workingstatus = 0; return temptankcapacity; else temptankcapacity = heataccumulation; return heataccumulation; private double CalculateConsumptionFromTank(double heatconsumption) double currtankcapacity = temptankcapacity - heatconsumption; if (temptankcapacity == tanklowerbound temptankcapacity < tanklowerbound) workingstatus = 1; 233

elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; return temptankcapacity; else temptankcapacity = currtankcapacity; return currtankcapacity; Programkode strategi 3: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Dachs class Strategy3 private int workingstatus = 1; private double elproduction = 1.325; private double heatproduction = 2.625; private double tankcapacity; private double startheataccumulation; private double temptankcapacity; private double tanklowerbound; private double tankupperbound; private double tanktriggerlimit; private double elconsumptionlimit; private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private Dachs dachs; public Strategy3(Dachs dachs, double tankcapacity, double startheataccumulation, double tanklowerboundpct, double tankupperboundpct, double tanktriggerlimit, ArrayList months, ArrayList days, ArrayList elconsumptiondata, ArrayList heatconsumptiondata, double elconsumptionlimit) this.dachs = dachs; this.tankcapacity = tankcapacity; this.startheataccumulation = startheataccumulation; this.months = months; this.days = days; this.elconsumptiondata = elconsumptiondata; 234

Microsoft Visual studio C# this.heatconsumptiondata = heatconsumptiondata; this.elconsumptionlimit = elconsumptionlimit; tanklowerbound = this.tankcapacity * tanklowerboundpct; tankupperbound = this.tankcapacity * tankupperboundpct; this.tanktriggerlimit = tanktriggerlimit; public void StartMachine() int quarterno = 1; double elsold = 0; double elbought = 0; double heataccumulation = 0; temptankcapacity = tankupperbound * startheataccumulation; if (temptankcapacity == tankupperbound) workingstatus = 0; for (int i = 0; i < elconsumptiondata.count; i++) if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else elbought = 0; elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); if (workingstatus == 0) elproduction = 0; heatproduction = 0; elsold = 0; if ((double)elconsumptiondata[i] >= elconsumptionlimit && temptankcapacity < tanktriggerlimit) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; 235

else elbought = (double)elconsumptiondata[i]; // Start to use heat from tank heataccumulation = CalculateConsumptionFromTank((double)heatConsumptionData[i]); if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else // Calculate sale of electricity elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); elbought = 0; // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); dachs.adddatatotable((string)months[i], (string)days[i], quarterno, workingstatus, elproduction, (double)elconsumptiondata[i], double.parse("0"), elsold, elbought, heatproduction, (double)heatconsumptiondata[i], heataccumulation); quarterno++; // Calculate monthly stats dachs.calculateandshowmonthlystats(); private double CalculateElSale(double elproduction, double elconsumption) double elsold = elproduction - elconsumption; return elsold; private double CalculateHeatAccumulation(double heatproduction, double heatconsumption) 236

Microsoft Visual studio C# double heataccumulation = heatproduction - heatconsumption + temptankcapacity; if (heataccumulation == tankupperbound heataccumulation > tankupperbound) workingstatus = 0; return temptankcapacity; else temptankcapacity = heataccumulation; return heataccumulation; private double CalculateConsumptionFromTank(double heatconsumption) double currtankcapacity = temptankcapacity - heatconsumption; if (temptankcapacity == tanklowerbound temptankcapacity < tanklowerbound) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; return temptankcapacity; else temptankcapacity = currtankcapacity; return currtankcapacity; 237

Programkode strategi 4: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Dachs class Strategy3 private int workingstatus = 1; private double elproduction = 1.325; private double heatproduction = 2.625; private double tankcapacity; private double startheataccumulation; private double temptankcapacity; private double tanklowerbound; private double tankupperbound; private double tanktriggerlimit; private double elconsumptionlimit; private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private Dachs dachs; public Strategy3(Dachs dachs, double tankcapacity, double startheataccumulation, double tanklowerboundpct, double tankupperboundpct, double tanktriggerlimit, ArrayList months, ArrayList days, ArrayList elconsumptiondata, ArrayList heatconsumptiondata, double elconsumptionlimit) this.dachs = dachs; this.tankcapacity = tankcapacity; this.startheataccumulation = startheataccumulation; this.months = months; this.days = days; this.elconsumptiondata = elconsumptiondata; this.heatconsumptiondata = heatconsumptiondata; this.elconsumptionlimit = elconsumptionlimit; tanklowerbound = this.tankcapacity * tanklowerboundpct; tankupperbound = this.tankcapacity * tankupperboundpct; this.tanktriggerlimit = tanktriggerlimit; public void StartMachine() int quarterno = 1; double elsold = 0; double elbought = 0; double heataccumulation = 0; temptankcapacity = tankupperbound * startheataccumulation; 238

Microsoft Visual studio C# if (temptankcapacity == tankupperbound) workingstatus = 0; for (int i = 0; i < elconsumptiondata.count; i++) if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else elbought = 0; elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); if (workingstatus == 0) elproduction = 0; heatproduction = 0; elsold = 0; if ((double)elconsumptiondata[i] >= elconsumptionlimit && temptankcapacity < tanktriggerlimit) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; else elbought = (double)elconsumptiondata[i]; // Start to use heat from tank heataccumulation = CalculateConsumptionFromTank((double)heatConsumptionData[i]); if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) 239

elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else // Calculate sale of electricity elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); elbought = 0; // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); dachs.adddatatotable((string)months[i], (string)days[i], quarterno, workingstatus, elproduction, (double)elconsumptiondata[i], double.parse("0"), elsold, elbought, heatproduction, (double)heatconsumptiondata[i], heataccumulation); quarterno++; // Calculate monthly stats dachs.calculateandshowmonthlystats(); private double CalculateElSale(double elproduction, double elconsumption) double elsold = elproduction - elconsumption; return elsold; private double CalculateHeatAccumulation(double heatproduction, double heatconsumption) double heataccumulation = heatproduction - heatconsumption + temptankcapacity; if (heataccumulation == tankupperbound heataccumulation > tankupperbound) workingstatus = 0; return temptankcapacity; else temptankcapacity = heataccumulation; return heataccumulation; 240

Microsoft Visual studio C# private double CalculateConsumptionFromTank(double heatconsumption) double currtankcapacity = temptankcapacity - heatconsumption; if (temptankcapacity == tanklowerbound temptankcapacity < tanklowerbound) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; return temptankcapacity; else temptankcapacity = currtankcapacity; return currtankcapacity; Programkode strategi 5: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Dachs class Strategy3 private int workingstatus = 1; private double elproduction = 1.325; private double heatproduction = 2.625; private double tankcapacity; private double startheataccumulation; private double temptankcapacity; private double tanklowerbound; private double tankupperbound; private double tanktriggerlimit; private double elconsumptionlimit; private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private Dachs dachs; public Strategy3(Dachs dachs, double tankcapacity, double startheataccumulation, double tanklowerboundpct, double tankupperboundpct, double tanktriggerlimit, ArrayList months, 241

ArrayList days, ArrayList elconsumptiondata, ArrayList heatconsumptiondata, double elconsumptionlimit) this.dachs = dachs; this.tankcapacity = tankcapacity; this.startheataccumulation = startheataccumulation; this.months = months; this.days = days; this.elconsumptiondata = elconsumptiondata; this.heatconsumptiondata = heatconsumptiondata; this.elconsumptionlimit = elconsumptionlimit; tanklowerbound = this.tankcapacity * tanklowerboundpct; tankupperbound = this.tankcapacity * tankupperboundpct; this.tanktriggerlimit = tanktriggerlimit; public void StartMachine() int quarterno = 1; double elsold = 0; double elbought = 0; double heataccumulation = 0; temptankcapacity = tankupperbound * startheataccumulation; if (temptankcapacity == tankupperbound) workingstatus = 0; for (int i = 0; i < elconsumptiondata.count; i++) if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else elbought = 0; elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); if (workingstatus == 0) elproduction = 0; heatproduction = 0; 242

Microsoft Visual studio C# elsold = 0; if ((double)elconsumptiondata[i] >= elconsumptionlimit && temptankcapacity < tanktriggerlimit) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; else elbought = (double)elconsumptiondata[i]; // Start to use heat from tank heataccumulation = CalculateConsumptionFromTank((double)heatConsumptionData[i]); if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else // Calculate sale of electricity elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); elbought = 0; // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); dachs.adddatatotable((string)months[i], (string)days[i], quarterno, workingstatus, elproduction, (double)elconsumptiondata[i], double.parse("0"), elsold, elbought, heatproduction, (double)heatconsumptiondata[i], heataccumulation); quarterno++; // Calculate monthly stats dachs.calculateandshowmonthlystats(); private double CalculateElSale(double elproduction, double elconsumption) 243

double elsold = elproduction - elconsumption; return elsold; private double CalculateHeatAccumulation(double heatproduction, double heatconsumption) double heataccumulation = heatproduction - heatconsumption + temptankcapacity; if (heataccumulation == tankupperbound heataccumulation > tankupperbound) workingstatus = 0; return temptankcapacity; else temptankcapacity = heataccumulation; return heataccumulation; private double CalculateConsumptionFromTank(double heatconsumption) double currtankcapacity = temptankcapacity - heatconsumption; if (temptankcapacity == tanklowerbound temptankcapacity < tanklowerbound) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; return temptankcapacity; else temptankcapacity = currtankcapacity; return currtankcapacity; 244

Microsoft Visual studio C# Programkode strategi 6: using System; using System.Collections; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Dachs class Strategy3 private int workingstatus = 1; private double elproduction = 1.325; private double heatproduction = 2.625; private double tankcapacity; private double startheataccumulation; private double temptankcapacity; private double tanklowerbound; private double tankupperbound; private double tanktriggerlimit; private double elconsumptionlimit; private ArrayList months; private ArrayList days; private ArrayList elconsumptiondata; private ArrayList heatconsumptiondata; private Dachs dachs; public Strategy3(Dachs dachs, double tankcapacity, double startheataccumulation, double tanklowerboundpct, double tankupperboundpct, double tanktriggerlimit, ArrayList months, ArrayList days, ArrayList elconsumptiondata, ArrayList heatconsumptiondata, double elconsumptionlimit) this.dachs = dachs; this.tankcapacity = tankcapacity; this.startheataccumulation = startheataccumulation; this.months = months; this.days = days; this.elconsumptiondata = elconsumptiondata; this.heatconsumptiondata = heatconsumptiondata; this.elconsumptionlimit = elconsumptionlimit; tanklowerbound = this.tankcapacity * tanklowerboundpct; tankupperbound = this.tankcapacity * tankupperboundpct; this.tanktriggerlimit = tanktriggerlimit; public void StartMachine() int quarterno = 1; double elsold = 0; double elbought = 0; double heataccumulation = 0; temptankcapacity = tankupperbound * startheataccumulation; if (temptankcapacity == tankupperbound) 245

workingstatus = 0; for (int i = 0; i < elconsumptiondata.count; i++) if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elsold = 0; elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; else elbought = 0; elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); if (workingstatus == 0) elproduction = 0; heatproduction = 0; elsold = 0; if ((double)elconsumptiondata[i] >= elconsumptionlimit && temptankcapacity < tanktriggerlimit) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; else elbought = (double)elconsumptiondata[i]; // Start to use heat from tank heataccumulation = CalculateConsumptionFromTank((double)heatConsumptionData[i]); if (workingstatus == 1) // Calculate sale of electricity if (elproduction < (double)elconsumptiondata[i]) elbought = (double)elconsumptiondata[i] - elproduction; 246

Microsoft Visual studio C# else // Calculate sale of electricity elsold = CalculateElSale(elProduction, (double)elconsumptiondata[i]); elbought = 0; // Calculate heat accumulation heataccumulation = CalculateHeatAccumulation(heatProduction, (double)heatconsumptiondata[i]); dachs.adddatatotable((string)months[i], (string)days[i], quarterno, workingstatus, elproduction, (double)elconsumptiondata[i], double.parse("0"), elsold, elbought, heatproduction, (double)heatconsumptiondata[i], heataccumulation); quarterno++; // Calculate monthly stats dachs.calculateandshowmonthlystats(); private double CalculateElSale(double elproduction, double elconsumption) double elsold = elproduction - elconsumption; return elsold; private double CalculateHeatAccumulation(double heatproduction, double heatconsumption) double heataccumulation = heatproduction - heatconsumption + temptankcapacity; if (heataccumulation == tankupperbound heataccumulation > tankupperbound) workingstatus = 0; return temptankcapacity; else temptankcapacity = heataccumulation; return heataccumulation; private double CalculateConsumptionFromTank(double heatconsumption) 247

double currtankcapacity = temptankcapacity - heatconsumption; if (temptankcapacity == tanklowerbound temptankcapacity < tanklowerbound) workingstatus = 1; elproduction = 1.325; heatproduction = 2.625; return temptankcapacity; else temptankcapacity = currtankcapacity; return currtankcapacity; Data2TextEksporter klassen Denne klasse har til opgave at eksportere tabellen til en tekst fil. Denne tekst fil kan så importeres i Microsoft Office Excel, hvor man så har mulighed for at analysere resultater og tegne forskellige grafer hvis man har brug for det. Filen kan dog først eksporteres til en tekst fil når simulationen er færdig og eksport data knappen i programvinduet bliver aktiv. Programkoden for denne klasse: using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using System.Data; using System.IO; namespace Dachs class Data2TextExporter /// <summary> /// Function responsible for exporting gridview data to text file. /// </summary> /// <param name="filepath"></param> /// <param name="datatable"></param> public void ExportToTextFile(String filepath, DataTable datatable) StringBuilder sb = new StringBuilder(); // Itterate trough column names of datatable // and add them tp string builder. Separate with ";". 248

Microsoft Visual studio C# for (int i = 0; i < datatable.columns.count; i++) sb.append(datatable.columns[i].columnname); if (i < datatable.columns.count - 1) sb.append(";"); else sb.append("\n\r"); // Itterate trough datatable and add values // to string builder. Separate with ";". foreach (DataRow datarow in datatable.rows) for (int i = 0; i < datatable.columns.count; i++) sb.append(datarow[i].tostring()); if (i < datatable.columns.count - 1) sb.append(";"); sb.append("\n\r"); // Write data to text file entered by user StreamWriter swfromfile = new StreamWriter(filepath); swfromfile.write(sb.tostring()); swfromfile.flush(); swfromfile.close(); 249

Hvordan importerer man filen til Excel? Når man har trykket på knappen export data bliver filen gemt. Hvis man f. eks kælder denne fil for sim skal man gøre følgende: 1. Åbne Excel 2. Klik på at importere data fra en tekst fil, find filen og klik på den og vælg importere 3. Når man har gjort det kommer man frem til guiden til tekstimport trin 1, hvor man skal vælge at man skal begynde med 1 række og at filoprindelse skal være Windows (ANSI). Figur A-2: Viser 1. trin af implementeringen af tekstfilen til Excel. Derefter skal man klikke på næste og vælge at dataerne skal være separeret som på næste figur. 250

Microsoft Visual studio C# Figur A-3: Viser 2. trin af implementeringen af tekstfilen til Excel. Derefter trykker man på næste og kommer til 3 trin af implementeringen. Figur A-4: Viser 3. trin af implementeringen af tekstfilen til Excel. Tryk på udført og derefter på ok og så er filen implementeret i Excel. 251