Solceller i stadsbebyggelse

Transkript

1 Solceller i stadsbebyggelse Solceller integrerade i bullerskydd Holländskt flerfamiljshus med solceller Dokumentation från ett seminarium arrangerat av Stockholms Stad den 26/

2 Innehåll Förord...i Sammanfattning Solceller - tekniker, applikationer och ekonomi Befintliga och planerade anläggningar Tyskland Holland Australien Finland Sverige Forskning, utveckling och marknad Organisationer som arbetar med solcellsteknik i Sverige: Hur implementera solceller i bebyggelse? Produktutveckling Diskussion -hur går vi vidare med teknikupphandling? Övrigt Litteraturtips...6 Deltagare...7 Förord Som ett led i arbetet med att miljöanpassa tre stadsdelar i Stockholm inom ramen för det Lokala investeringsprogrammet ordnar LIP-kansliet seminarier kring olika teman. Denna gång var temat solceller men med utvikningar mot nya byggtekniker där hanteringen av solvärme är en viktig del. Medverkade som föreläsare gjorde Maarit Seppälä från LIP-kansliet i Stockholm, Leif Selhagen från NAPS, Sture Holmström från Birka Teknik och Miljö, Stefan Camitz från MFO, Lars Bylund från PELK samt Gregor Hackman och Jan Ryhre från LIP-kansliet i Stockholm. Övriga deltagare framgår av den bifogade deltagareförteckningen. Mer information om teknikupphandlingar inom området kan fås av Gregor Hackman, tel , eller Jan Ryhre, tel , båda från LIPkansliet i Stockholm. Nedanstående är ett sammandrag av seminariets olika föreläsningar.

3 Solceller i stadsbebyggelse - dokumentation från ett seminarium den 26 oktober 1998 Sammanfattning Vissa typer av solcellsinstallationer är redan idag lönsamma. Miljömässig avskrivningstid är 4-5 år. Solcellsanläggningar som ersätter normal nätanslutning räknas idag hem efter ca 20 år men kostnaderna sjunker stadigt. Livslängden är 30 år eller mer och minimal skötsel krävs. I världen tillkommer ca 90 MW solceller per år f.n. Även nätverksanslutna anläggningar ökar snabbt. Tunnfilmsceller har än så länge lägre effektivitet men mer industrialiserad tillverkning ger lägre pris, i dagsläget ca SEK/m 2 jämfört med kristallina paneler ca 5000 SEK/m 2. Sverige ligger långt fram på forskningsfronten. Flera stora byggnadsprojekt pågår ute världen där man satsar stort på solceller. Bara i Holland finns minst 5 stora bostadsbyggnadsprojekt där solceller är en del av miljöanpassningen. I många fall kombineras solceller med byggandet av s.k. passiva hus, bl.a. i Hannover byggs ett sådant där målsättningen för energiåtgång är högst 40 kwh/m 2 bostadsyta. Teknikupphandling har inletts genom att en beställargrupp/arbetsgrupp har bildats. Det finns fortfarande möjlighet att medverka! 1 Solceller - tekniker, applikationer och ekonomi Det finns två huvudtyper av solceller; Normala celler av kristallin kisel och tunnfilmsceller av kisel eller t.ex. galliumindiumselenid. Ett forskarlag på Ångström Solar Center i Uppsala är en av de ledande inom den senare. Fördelen med tunnskiktstekniken är en lägre åtgång av material och energi vid framställning och möjligheter till en mer industrialiserad framställningsprocess. Nackdelen är ännu så länge en lägre verkningsgrad och f.n. små volymer. Solceller har idag en ekonomisk avskrivningstid på ca 20 år, miljömässig avskrivningstid för nätanslutet system (inkl. spänningsomvandlare, monteringsutrustning etc) är 4-5år. Livslängden är år eller längre, efter mätningar har ingen slitage kunnat konstateras i paneler som installerades 1980 och utvärderades Mekanisk åverkan kan hindras genom planering av installationen. Orsak till att solceller slås ut är normalt inträngande fukt. Inget underhåll utöver ev. rengöring krävs. Rengöring sker som för andra glasytor. En utvärdering för ca 10 år sedan visade på 10 procents effektskillnad före och efter tvätt. En senare utvärdering

4 på ett annat system visade inte på någon signifikant skillnad. Damm är inget problem utan spolas bort vid regn, luftföroreningarna fastnar om de innehåller kolföroreningar. Maximal effekt av en solcell fås i Sverige vid en lutning på ca o på årsbasis. Om man vill ha högre effektivitet under höst, vinter och vår är det istället en fördel med större vinkel. Fasadmonteringen ger idag ekonomiska fördelar och ger dessutom en synligare installation. De flesta anläggningar i Sverige är uppförda på strikt ekonomiska grunder, tidigare har de flesta anläggningar varit autonoma, nu utvecklas även nätanslutna system. De kopplas in på nätet och bromsar den vanliga elmätaren. Exempel på autonoma tillämpningar är: 400 fyrar längs Sveriges kust Busskurer, trafikskyltar, arbetsbodar mm Väderstationer Nivåmätning i t.ex. vattenkraftsdammar Flygvarningslampor i kraftledningsstolpar Trafikräknare Vägbommar och skyltar Elsystem i fritidshus På senare år installeras också allt fler nätanslutna system. De kopplas in på det lokala elnätet och bromsar den vanliga elmätaren. För exempel på nätanslutna system se Exempel på befintliga och kommande anläggningar - Sverige nedan. Solceller är idag inte lönsamt om det inte rör sig om speciella applikationer (se exempel ovan) där kostnaden för ledningsframdragning är hög i jämförelse med ett autonomt system. Nätanslutna anläggningar har svårare ekonomiskt men kan solceller integreras i byggnader och ersätta andra byggnadsdelar/material blir dessa system mer intressanta även ur ekonomisk synpunkt. Att vid nyproduktion förse en fasad med glas respektive med solceller utgör ungefär samma kostnad. Andra byggnadsdelar som kan ersättas är t.ex. balkongräcken, taktegel och vissa fönster. Kostnaden för tunnfilm ligger idag på ca SEK/m 2 och för normala kristallina paneler ca 5000 SEK/m Befintliga och planerade anläggningar I världen finns idag ca 200 MW solceller installerade. Utvecklingen är snabb och 1997 tillverkades solceller med en sammanlagd effekt av 90 MW. Nätanslutna system ökar med ca 35 % per år. Tyskland, USA och Japan har varit de ledande länderna att få ut demonstrationsprojekt. Holland har för närvarande en mycket stark utveckling och många projekt är färdigställda eller under arbete.

5 I Sverige har tidigare autonoma anläggningar varit dominerande men även här satsas på nätanslutna system. Nedan ges exempel på befintliga och planerade nätanslutna solcellssystem: 2.1 Tyskland I Kongsberg, Hannover byggs bl.a. 0-energihus med solceller. Projektet 1 har mycket ambitiösa miljömål och anger en energiförbrukning på max 40 kwh/m 2! 2.2 Holland I Nieuw sloten i Amsterdam har en total effekt av 250 kw solceller med nätanslutning installerats på hus. I projektet Nieuwland utanför Aamersfoort pågår världens f.n. största solcellsprojekt. 500 byggnader förses med solceller, merparten av dessa är integrerade i byggnadernas tak. Det är separata anläggningar med egna växelriktare kopplade till elnätet. Använd takyta är m 2 /bostad i radhus vilket motsvarar ca 70 % av hushållselen (hushållen har gasspis). 500 system producerar alltså all hushållsel för 300 hus. Hälften av anläggningarna ägs av husägarna, hälften av energibolag genom avtal med husägarna. El säljs och köps till samma pris. Projektet startade 1994 och under arbetets gång har både den fysiska planen och byggnaderna ritats om för att optimera solcellsanvändningen. Projektet får stöd från bl.a. EU-programmet Thermie och % av kostnaderna för solcellerna täcks med bidrag. I Appeldorn kommer 1000 hus förses med solceller. I projektet The City of the Sun strax norr om Amsterdam ska byggnader förses med solceller med en samlad effekt av 3,5-5 MW. Helt färdigställt I Leeuwarden byggs ett stort antal 0-energihus med m2 solceller per tak. Totalt m2 solceller. Husen ska vara färdigställda Australien I den olympiska byn i Sydney kommer 665 solcellssystem installeras, merparten av traditionellt snitt (kristallina paneler). 2.4 Finland Just nu pågår projekteringen av nu ett kontorskomplex på m 2 i Helsingfors (intill, men ej del av Vik/Viiki) med 1200 m 2 solceller. Huskroppen är transparent med superisolerande och utformad som en dubbelfasad. Vintertid utnyttjas spalten till att värma tilluften (självdrag), sommartid ventileras värme bort för att kyla kontorsbyggnaden. 2.5 Sverige På köpcentret Ringen har Stockholm Energi sedan ca 5 år en anläggning på 9,9 kw. 1 0-energihusen ingår i ett gemensamt projekt där ett antal hus även kommer att byggas i Malmö och Göteborg.

6 På IKEAs kontorsbyggnad i Älmhult finns en ca 1 år gammal anläggning med 400 m 2 solceller. Effekten är 60 kw och svarar på årsbasis för 10 % av elenergibehovet. Täcker sommartid 20 % av behovet. Både kristallina och tunnfilmsceller ingår. Göteborg energi har just invigt en anläggning på 7 kw med tunnfilmsceller (kiselbaserade) på sitt huvudkontor. Anläggningen har anpassats arkitektoniskt till fasaden. Länsmuseumet i Härnösand har utnyttjat solceller för utsmyckning av fasaden. Anläggningen ger kwh/år. Ett försökshus med solceller integrerat i takkonstruktionen finns i Älvkarleby. Inom ramen för Elforsk-programmet har bl.a. NCC och NAPS arbetat med att ersätta taktegel med solceller. AB Kristianstadsbyggen ska installera ett system med solceller på tak och fasad med en effekt av 12 kw. Anläggningen ska tas i bruk våren Forskning, utveckling och marknad Forskning och utveckling pågår på många håll i världen. USA, Sverige och Tyskland är bland de ledande länderna. 3.1 Organisationer som arbetar med solcellsteknik i Sverige: Ångström Solar Cells, Uppsala: fönster, CIS, TiO2 Nordic Solar Energy AB, Kista: tillverkning av CIS, CIGS GPV AB, Gällivare: tillverkar moduler, 1 MW/år, exporterar nästan hela produktionen NAPS (Neste Advanced Power Systems), Skärholmen: planering och uppförande av hela installationer Dessutom finns ett forskningsprogram, Elforsk. Ett program pågår för att finna bl a nya installationsmetoder. 4 Hur implementera solceller i bebyggelse? I samband med solcellskonferensen i Holland genomfördes en workshop där solceller i Sverige diskuterades med en mängd experter. Det framkom att följande behöver beaktas för att framgångsrikt få in solceller i våra byggnader: ta med solen tidigt i programprocessen viktigt att visa på god integrering i byggnaden

7 demonstrationer på offentliga byggnader, skolor m m, behövs för att andra ska få se effekterna och våga följa efter synliga installationer viktiga för pedagogiken: solavskärmning, fasader, balkonger mm ställ tydliga regler och krav på andel sol av all energi utbildning i solteknik för byggkonsulter är viktig informationskampanjer och kunskapshöjning behövs allmänt Lars Bylund (PELK) undervisar bl.a. i dagsljusanpassad arkitektur i Bergen. Hans erfarenheter är att det är svårt att få en bra dialog om nydanande lösningar p.g.a. kunskapsbrist och en inbyggd tröghet i den etablerade byggoch fastighetsbranschen. Det är därför ofta lättare att jobba framtidsinriktat och mer visionärt med aktörer som inte tidigare varit etablerade. 5 Produktutveckling Marknaden för solceller utvecklas i och med allt större efterfrågan och flera leverantörer har plockat fram färdiga produktkoncept. Exempel på detta är RBB, en stor holländsk taktillverkare, som har tagit fram färdiga takelement med integrerade solceller. På marknaden finns nu också en mängd nya produkter med integrerad solcellsteknik (framförallt autonoma) bl.a. husnummerskyltar, P-automater, busstolpar, reklamskärmar, gatubelysning mm. 6 Diskussion - hur går vi vidare med teknikupphandling? Gregor Hackman redogjorde för de stöd som kan sökas från LIP-kansliet. Förutom stöd till utveckling- och demonstrationsprojekt kommer ett antal teknikupphandlingar och gemensamma upphandlingar att genomföras. Jan Ryhre gav exempel på hur man kan samverka i en upphandling av solceller. Samarbetet kan bestå av framtagning av kravspecifikation och utvärdering och provning av inlämnade anbud. Beställarna kan sedan teckna egna avtal om en viss volym till ett pris enligt utvalda anbud. Beställningen behöver inte göras gemensamt. Exempel på solcellssystem för upphandling är: Solcellspaneler för lägenheter Byggnadsintegrerade solcellspaneler för fastigheter System för utomhusbelysning Solcellsanläggningar för skolor Sollceller kopplade till separat lågspänningsnät Solcellspaneler för lägenheter kan tex fästas på balkong och som solavskärmning ovanför fönster. Panelerna, som har inbyggda växelriktare, producerar växelström och ansluts direkt till elnätet. Denna lösning har tidigare föreslagits vara lämplig för en upphandling. Solcellerna producerar hushållsel för respektive lägenhet eller fastighetsel. Eventuellt överskott matas in på nätet.

8 Byggnadsintegrerade solcellspaneler fästs på fasad eller tak och kan vid nyproduktion ersätta annat byggnadsmaterial. Olika system för utomhusbelysning är vanligtvis autonoma, men eventuellt kan man finna lösningar som är intressanta även där elnätet är utbyggt. Skolor kan, eventuellt i kombination med vindenergi, använda solcellsanläggningar i utbildningssyfte. Just nu pågår en studie av kombinationen solceller och lågspänningsnät. Aspekter såsom robusthet mm tas upp. Studien är ett samarbete med Energimyndigheten, ÖCB, Elforsk m.fl. Att bilda en beställargrupp/arbetsgrupp och diskutera övergripande krav på de mest intressanta solcellslösningarna föreslogs. Ett första möte har ägt rum den 13/11 men möjlighet finns fortfarande att medverka. Kontaktperson på LIPkansliet är Jan Ryhre som nås på tel 08/ eller fax 08/ Övrigt Mycket inom solcellsområdet är nytt och att behovet av kunskap är stort. Behovet kan tillgodoses med tex studiebesök och annan typ av information. Det efterfrågades bl.a. kortkurser för arkitekter och projektörer i solcellsanpassning av arkitektur och projektering. 8 Litteraturtips Böcker: Photovoltaics in buildings - a design book for architects and engineers. James & James science publischers Ltd, Waterside House, 47 Kentish Town Road, London NW1 8 NZ, UK. ISBN Länkar: Holländska projekt med solceller: Svenska solenergiföreningen (missa inte deras OH-serie): Elforsk:

9 Deltagare Anders Borg Boetten/Familjebostäder Angelica Andersson NCC Bostad Britt Jansson Brunnberg & Forshed Arkitekter Göran Lundberg LIP-kansliet i stockholm Jesper Engström Brunnberg & Forshed Arkitekter Lennart Alenrot Pilkington Sverige AB Mats Alvtegen NCC Bostad Per Mårtensson PEAB Öst AB Petr Zupanc Stadsbyggnadskontoret i Stockholm Robert Lavelid KM Arkitekter Susanne Ekosander Vision Skärholmen

10 Lokala investeringsprogrammet, LIP Riksdagen har avsatt 6,5 miljarder i stöd till lokala investeringsprogram för ekologisk hållbarhet. Medel som delats ut under åren Stockholms Stad har beviljats 635 miljoner i bidrag för kretsloppsanpassning, effektivare resursanvändning, beteendeförändringar samt minskad spridning av miljöfarliga ämnen. En del av arbetet genomförs i samarbete med näringsliv, stadsdelarna och dess innevånare. Stockholms investeringsprogram administreras av LIP-kansliet. Fyra programområden 1 ÖKA KRETSLOPPSANPASSNINGEN Innebär att skapa ekologiskt hållbara lösningar inom de samhällsektorer som belastar miljön. 2 EFFEKTIVISERA RESURSANVÄNDNINGEN Här ryms projekt som bl a ger en effektivare energianvändning. 3 MINSKA SPRIDNINGEN AV MILJÖSKADLIGA ÄMNEN Spridning av miljöfarliga ämnen utgör ett allvarligt hot mot stadens ekosystem och kan innebära direkta hälsorisker. Projekten syftar till att minska spridning av miljöfarliga ämnen. 4 STIMULERA FÖRÄNDRINGSPROCESSER Insatserna ska genom vägledning och goda exempel stimulera mot mer miljöanpassade förhållningssätt i vardagen. Detta är en seminariedokumentation och en delrapport i en serie från det Lokala Investeringsprogrammet i Stockholms Stad. Vill du veta mer om våra seminarier gå då in på vår hemsida Du kan också ta kontakt med LIP-kansliet, ABCDE STOCKHOLMS NÄRINGSLIVSKONTOR ÖKA KRETSLOPPSANPASSNINGEN Kunskapssluss