Andreas Molin Linköping University, Energy Systems

Transkript

1 Solel I Sverige I Sverige Andreas Molin Linköping University, Energy Systems

2 Program Energisystem Nationell forskarskola Antagning ca ett dussin doktorander vartannat år Tvärvetenskap Metoder lånas in ifrån både teknik och samhällsvetenskap för att studera ett problem (Energi) Indelat i 3 fokusområden Byggnadskonsortiet Lokala och regionala konsortiet Industri konsortiet

3 Presentation 1 Miljöeffekter, förändring & historia 2 Varför i Sverige? 3 Ekonomiska förutsättningar 4 Investeringsexempel 5 Hållbarhet, praktiskt exempel 6 Omvärld

4 Miljöeffekter: Mänsklighetens gränser Planetary boundaries: Exploring the safe operating space for humanity Rockström et al, 2009 Rockström et al, boundaries

5

6 Areal som behövs för att täcka nuvarande global användning av fossila bränslen 10 TW Är bio hållbart? Solenergi i biobränslenb Biodrivmedel som den produceras idag (etanol) 2/3 av jordens landareal För hållbarhet h räcker äk inte biobränslen b

7 Ökat kraftbehov Source: Dieter Meissner, Solelseminarium

8 Areal som behövs för att täcka nuvarande global användning av fossila bä bränslen 10 TW Solceller Solceller med dagens effektivitet: På Soltak (icke exploaterande) Eller: På stora markområden (exploaterande) Vissa förnybara energikällor är mer förnybara än andra Förnyelsebarhet kan mätas i arealeffektivitet

9 Varför är det så svårt med förändring? Källa: Björn Sanden, 2008

10 Teknologisk låsning Ottomotorn Källa: Björn Sanden, 2008

11 Förändring tar lång tid Det tog 60 år för olja att nå 5% av energitillförseln Källa: Björn Sanden, 2008

12 Solcellsförsäljning Historik Källa: Björn Sanden, 2008

13 Historia Källa: Björn Sanden, 2008

14 Krystallina kiselsolceller dominerar marknaden Källa: Björn Sanden, 2008

15 Forskning solcellstyper Källa: Björn Sanden, 2008

16 Presentation 1 Miljöeffekter, förändring & historia 2 Varför i Sverige? 3 Ekonomiska förutsättningar 4 Investeringsexempel 5 Hållbarhet, praktiskt exempel 6 Omvärld

17 Fler anlednigar Mindre sårbar inhemsk energiförsörjning Ökad teknologisk innovation Ger Arbetstillfällen Minskade Elnätförluster (till en viss gräns)

18 Arbetstillfällen skapas av solel 80 Sverige ex (stödrelaterade) 2009 Tyskland Källa Elforsk 10:46

19 Myter om solceller Kostar mer energi att skapa än de ger Sverige saknar sol Växthuseffekten p g a höjd markreflektans Energiåterbet 1 4 år Likt Tyskland som är världsledande Sandproblem i öken Inte taksolel p g a ej nyexploaterande

20

21 Solelpotential i byggnader i Sverige Tak och fasader Sverige: 660 km 2 Solcellsel: TWh, d.v.s. = upp till ½ av vår elkonsumtion! (Kjellson, 2000) Miljöeffekter Taksolel = icke exploaterande = påverkar inte biologisk mångfald. Taksolel = minimala utsläpp = påverkar inte kvävecykeln

22 Samvariation Sol & Vind Optimal blandning för att minska belastningen på nät är 3 energiandelar Solel och 7 andelar Vindel. Sverige har strategi för att implementera 30 TWh vindel, Men ingen uttalad strategi för Solel (10 15 TWh).

23 Varför går det så trögt i Sverige? Solcellsstödet : 70% investeringsstöd för offentliga byggnader , resultat i Sverige: MWt , resultat i Tyskland, som har inmatningstriffer: MWt 500 Cumulative ins stalled power (MW) 0 Photovoltaics Year Germany Sweden : Regeringen ger % investeringsstöd för nätansluten solel. Syftet var 2,5 GWh, prognosticeras till 6 GWh Solel Sverige saknar ett fungerande stödsystem för solceller Har ingen långsiktig solstrategi Intermittenta stöd Källa: Elforsk report 09:95,2009

24 Presentation 1 Miljöeffekter, förändring & historia 2 Varför i Sverige? 3 Ekonomiska förutsättningar 4 Investeringsexempel 5 Hållbarhet, praktiskt exempel 6 Omvärld

25 Sparad el är mer värd än såld 140 Öre/kW Wh Moms Elnätavgift Elcertifikat Energiskatt 50 Elpris 50 3 Nätnytta Elpris 0 Köpt el Såld el Att sälja elcertifikat är dyrt i liten mängd Rapporteringskostnad ~1800 kr/år Minst kwh för att gå jämt ut.

26 Solel / ellast Hushållsel Solel Matchad del

27 Nettodebitering Utreds av energimarknadsinspektionen Exempel för fjärrvärmevilla 4000 kwh År Kreditering År Kreditering Månad Månad Timme Timme

28 Nettodebitering Exempel för värmepumpvilla kwh År Kreditering Månad Timme Månad År Kreditering Timme Ur kommande Elforskrapport

29 Nettodebitering Exempel för lantbruk kwh År Kreditering Månad År Kreditering Månad Timme Timme Ur kommande Elforskrapport

30 Solel är värd mer än vanlig el Kväll & Natt Lägre elpris Dag Högre elpris

31 Förslag för att gynna solel Nttdbit Nettodebitering i eller full llkreditering i Lägga multipel på elcertifikat ex Sol kwh*10 (icke expoaterande) Sol kwh*5 (exploaterande) Vind kwh*1 Bio kwh*05 0,5 Gräddfil i bygglovsprocess Kommunala tomter med rabatt för nollenergibyggnader

32 Solelinvestering är långsiktiga investeringar Livslängd på själva solcellen 200 år Effektgaranti i 25 år (80%) Livscykelkostnad (LCC) Ränta, inflation & energipris Underhåll

33 Energiskatt trend 7% ökning/år i snitt sedan % ökning/år i snitt sedan ,00 30,00 25,00 Energiskatt El [öre/kwh] 20,00 15,00 10,00 5,00 0,

34 Elpris trend Elpristend 17% ökning/år Elpris Elpris [ö öre/kwh]

35 Elcertifikat trend Elpristend 7% ökning/år Elcertifikat trend

36 Presentation 1 Miljöeffekter, förändring & historia 2 Varför i Sverige? 3 Ekonomiska förutsättningar 4 Investeringsexempel 5 Hållbarhet, praktiskt exempel 6 Omvärld

37 Stora ytor plant tak ~ kwh/år last Plantaksinstallation 2352 kw Output 802 kwh/kw Självförsörjande på el 2 MW 2 Gwh m 2

38 Uppställda solceller ger högre avkastning Tar mer yta i anspråk Sheds Max tillgängligt 516 kw Output 960 kwh/kw

39 Investeringsalternativ 1 [MWh/h] Ellast MWh/år Timme [h] Överskott Täckt solelproduktion Last Uppställda, God avkastning 970 kwh/kw,år Krav, Ingen export, maximalt elvärde läd Lasttäckningsgrad 100% = Elvärde 1,00 kr/kwh+0,30 kr/kwh Elcert Utgift 1,63MSEKmed stöd. Återbet 12,8 år.

40 Investeringsalternativ 2 Ellas st [MWh/h h] MWh/år Timme [h] Överskott Täckt solelproduktion Last Uppställda på all tillgänglig yta med god avkastning 960 kwh/kw,år Lasttäckningsgrad gg 86 % = Elvärde 0,93 kr/kwh + 0,30 kr/kwh Elcert Utgift om stöd beviljas ~8 MSEK. Återbet 14,3 år.

41 Investeringsalternativ 3 MWh/h] Ellast [ MWh/år Timme [h] Överskott Täckt solelproduktion Last All yta, plantak, 802 kwh/kw,år Lasttäckningsgrad gg 45% = Elvärde 0,72 kr/kwh + Elcert 0,30 kr/kwh. Utgift om stöd beviljas ~37 MSEK. Återbet 19,3 år.

42 Avkastning vid bibehållen elpristrend 1: 9 MSEK på 25 år. Förräntning 7,0 70%/år 2: 20 MSEK på 25 år Förräntning 6,6 %/år 3: 119 MSEK på 25 år. Förräntning 4,8 48%/år Med 30% restvärde 1: 13 MSEK på 25 år. Förräntning 8,6 86%/år 2: 34 MSEK på 25 år. Förräntning 8,3 %/år 3: 208 MSEK på 25 år. Förräntning 7,2 72%/år Testa bifogad LCC kalkyl Exemplet finns i Excelbladet Testa bifogad LCC kalkyl. Exemplet finns i Excelbladet. Mer info

43 Presentation 1 Miljöeffekter, förändring & historia 2 Varför i Sverige? 3 Ekonomiska förutsättningar 4 Investeringsexempel 5 Hållbarhet, praktiskt exempel 6 Omvärld

44 Finnängen

45 Kyotopyramiden 5.Solvärmepump p 4.? 3Söd 3.Södersluttning 2. Belysning, vitvaror, standby 1 Passivhus

46 Sann Energineutralitet Life Cycle Zero Energy Buildings (LC ZEB) Ingående tillverkningsenergin för byggnadens material (embodied energy) Nettoleverad energi = driftenergi + tillverkningsenergi=0 För detta krävs god isolering likt passivhus Byggnadsintegrerad sol el & värmeproduktion Fokus på Livscykelenergi i vid materialval loch livslängd

47 Syfte med byggnad Visa att det går att renovera hus till nollenergihus under livscykeln Dvs solcellerna på huset måste ge mer än årsbehovet För att återbetala energiskulden för byggnadsmaterial

48 Innan renovering

49 Plan till efter renovering

50 Värme & eldragning Infiltrationstätning

51 Grå Cellplast Grå Cellplast Lambda 31 mw/mk

52 Fönsterbyte Jämför gamla 2 glas fönstret med nya energifönstret vid 10 C ute 16 C 20,5 C

53

54

55 Solcellsintegration DC-delen kan kopplas själv Om beröringsfria i kontakter kt (MC4) Elmätare krävs för elcertifikat AC-delen kopplas av elektriker Källa: SolelProgrammet

56 Projektering Finnängen 36 st 290 W moduler long cables - 20m;24m;28m;32m + 1,2 m - 1,2 m + 1,2 m - 1,2 m + 1,2 m - 1,2 m + 1,2 m - 1,2 m Grid tied inverter Sträng 1 Sträng 2 Sträng 3 Sträng 4 long cables + 25m;29m;33m;37m Finnangen10kW.avi

57 3 fas Växelriktare Danfoss 10 K TLX 2 MPPT tracker 1. AC Del 2. DC del med låsbar DC brytare 1000V 98 % max verkningsgrad, 97,5 % Euro ETA

58 Solceller 290W 1,2 m 1,6 m Spänning 54 Volt x 9 = 490 Volt arbetsspänning 6 bypassdioder Strömstyrka 5,4 A Parallellkoppling 2 x 5,4 A = 10,8 A

59 Isolering Takintegration

60 Elmätare produktion För elcertifikat Växelriktare

61 2 sept 2010, driftsatt

62 Presentation 1 Miljöeffekter, förändring & historia 2 Varför i Sverige? 3 Ekonomiska förutsättningar 4 Investeringsexempel 5 Hållbarhet, praktiskt exempel 6 Omvärld

63 Hammarby Sjöstad

64 Omvärld Holland CULEMBORG ArchitectJOACHIM EBLE

65 Zürich

66 Freiburg, Tyskland

67 SunTech i Wuxi har 18000m2 solceller,

68 Takintegrerade solceller

69 Transparenta solceller

70 Semi transparenta

71 Jinya hotel, Peking

72 Tack! Följ renovering till sann energineutralitet: