Sammanfattning. EU-projekt NEGST P Uppnådda huvudresultat

Transkript

1 Forskningsprogram Total kostnad 561 tkr från energimyn digheten Universitet/Högskola/Företag Högskolan Dalarna Adress 78188, Borlänge Projekt EU-projekt NEGST P Avslutat Tidplan, förväntade delrapporter till Fullständigt namn och E-post till forskningsledare/kontaktperson Chris Bales, Avdelning/Institution Centrum för solenergiforskning SERC Pågående Slutrapport, namn och förlag Slutrapporterna och presentationerna från slutworkshop (på engelska) kan laddas ned från hemsidan: Sammanfattning Uppnådda huvudresultat Projektet har varit främst ett nätverk för samordning och större delen av arbetet har haft karaktären av sammanställning och utbyte av information samt dess spridning. Lite i form av FoU verksamhet har gjorts. Följande resultat har uppnåtts: Samling av de flesta viktiga FoU organisationer inom området. Detta har bl.a. bidraget till bildandet av ESTTP, European Solar Thermal Technology Platform, under Denna plattform ska ännu starkare samordna FoU inom Europa inom termisk solvärme. Metod för att beräkna nominell effekt (termisk) och energiproduktion för installerade solfångare så att statistik för solvärme kan lättare jämföras med andra energikällor. Jämförelsen visar att solvärme har en större nominell installerad effekt än vindkraft globalt sätt men levererar c:a två tredjedelar så stor energimängd. Identifiering av behov av provningsstandarder framförallt för att visa på fördelar/nackdelar med nya system på marknaden men också för att belysa egenskaper som inte tidigare har belysts vid ordinarie provning, t.ex värdering av solvärmesystems miljöfördelar. Därefter har förslag till revideringar av standarder eller förslag för nya standarder utvecklats. Rapporter och broschyrer om best practice för byggnadsintegrering av solvärmekomponenter, större solvärmesystem och integrering i befintliga värmesystem. Identifiering av nio lovande systemkoncept, därav en från Sverige. Dessa bedöms vara den nya generationen av solvärmesystem och är antingen kompakta med minskad installationskostnad, lätt och kostnadseffektivt att koppla till befintliga värmesystem eller enkla system för Medelhavsområdet. Identifiering av sätt att överbrygga marknadsbarriärer för större solvärmesystem: viktigaste aspekterna är kunskapsbrist hos beslutsfattare, komplexitet av projektering/installation och brist på utbildade projekterare samt hög kapitalkostnad. Identifiering av lämpliga tekniker för solkyla och avsaltning. Rapporter m.m. kan laddas ned från

2 Tolkning av dessa i förhållande till forskningens syfte/mål Ett huvudmål av projektet var att öka kostnadseffektiviteten för solvärmesystem, speciellt i länder med hög kostnadsbild. Kostnadseffektiviteten har ökat men de system som valts ut som lovande m.a.p. kostnadseffektivitet har inte fått stort genomslag på marknaden än. Flera av de lovande system har dock introducerats på marknaden och uppmätts vid flera ställen. Resultaten visar god funktion och försäljningen ökar dramatiskt för vissa system. Trenden är dock tydligt i viktiga länder som Tyskland att priset sjunker. I Sverige har priset per system ökat men systemen har samtidigt förbättrats i större grad vilket har lett till en ökning i kostnadseffektivitet. Ett annat huvudsyfte har varit att samordna arbete och identifiera best practice och områden för vidare arbete. Denna del har varit framgångsrik och arbetet har bidragit till flera viktiga resultat, framförallt redovisning av solvärmestatistik så att solvärme syns tydligare och på ett jämförbart sätt med andra energikällor. I de förslag som tagits fram för revidering av standarder så syftar revideringarna till att göra tester på så få saker som möjligt samtidigt som de skall garantera att solvärmesystemet håller en hög kvalitet. På sikt leder även detta till kostnadseffektivitet genom att marknaden får ett gott rykte med högkvalitativa produkter. Summary The project has principally acted as a network for coordination and the majority of the work has been characterised by collection, summarising and exchange of information as well its dissemination. Very little in terms of R&D has been made. The following are the main results: Bringing together of most of the important R&D organisation in the field. This has lead to the creation and launch during 2006 of the ESTTP, the European Solar Thermal Technology Platform. A method for calculating the nominal (thermal) power and energy delivery from solar collectors has been developed in order to make the statistics for solar thermal easier to compare with other energy sources. The comparison shows that solar thermal has a larger nominal installed power than wind power on a global level, but that the delivered energy is about 70% that of wind power. Identification of requirements for new and improved testing standards to be able to show the advantages and disadvantages of new systems on the market but also to better judge certain properties that have not been covered by existing standards, e.g. evaluation of solar collectors environmental advantages. Suggestions to changes to existing standards have been elaborated as well as suggestions for new standards to be developed. Reports and brochures on best practice have been written and distributed for building integration of solar thermal components, larger systems and integration in existing sytems. Nine promising systems concepts have been identified and studied, of which one is from Sweden. These have been judged as part of the new generation of solar thermal systems and are either compact and preassembled leading to easier installation, easy and inexpensive to couple to existing systems or simple systems for hotter climates. Identification of ways to bridge the market barriers for larger solar thermal systems: the most important aspects are the decision makers lack of knowledge; the complexity of the design and installation phase; lack of experienced design engineers and the high capital cost. Identification of suitable technologies for solar cooling and desalination. Reports etc can be downloaded from

3 Projektpresentation Problemställning Solvärmesystem har utvecklats under ett antal år i många olika länder. Detta har lett till ett stort antal olika systemkoncept på marknaden. Problemet är hur man kan bedöma dem, dels för att ge underlag till kunder och dels för att få fram effektivare system. Det stora utbudet leder också till högre priser därför att det försvårar volymproduktion. Syfte och mål Målet med projektet var att förbättra kostnadseffektiviteten hos solvärmesystemen för tappvarmvatten och solvärmekombisystem, speciellt för de länder där kostnadsbilden har varit hög. Målet skulle uppnås genom att samla 18 av Europas ledande forskningsgrupper och solvärmebranschen för att koordinera utveckling av nästa generations solvärmesystem med målet att åstadkomma mer kostnadseffektiva lösningar. Projektet drevs som ett nätverk med regelbundna möten och informationsutbyte samt spridning till solvärme- och bygg-branschen. Projektet har också haft en liten FoU-verksamhet. Standardiserade systemkoncept, byggnadsintegrering och utveckling av metoder för att ranka och prova system har studerats. Förväntad nytta med forskningen i relation till Energimyndighetens uppdrag att ställa om energisystemet. En ökad användning av solvärme i Sverige stödjer direkt omställningen av det svenska energisystemet vad gäller uppvärmning. Identifiering av lovande, sk nya generations, system, ska ge impulser till utveckling eller introduktion av kostnadseffektivare produkter i Sverige och på sätt öka den totala installationen. Identifiering av sätt att överbrygga barriärer till installation av större system bör leda till en aktivitetsplan för att minska dessa barriärer. Behov av och förslag till ändringar i standarder ska leda till en mer rättvis bedömning av de olika tekniker och ge kunder ett tillförlitligare underlag inför inköp. Svenska aktiviteter inom projektet De huvudsakliga svenska aktörer inom projektet var centrum för solenergiforskning SERC vid Högskolan Dalarna och enheten för Energiteknik vid SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut. Dessa aktörer fick visst stöd från en referensgupp från industri. Projektet har varit främst ett nätverk för samordning och större delen av arbetet har haft karaktären av sammanställning och utbyte av information samt dess spridning. Lite i form av FoU verksamhet har gjorts. I följande avsnitt sammanfattas de svenska bidragen i projektet. WP 1 Next Generation of Systems SERC har bidragit till delar i alla rapporter som tagits fram i arbetsblocket. I rapporten om "state of the art" för kombi-och tappvarmvattensystem har information insamlats och rapporterats om de vanliga svenska systemtyperna och vilka goda trender som kan skönjas i utvecklingen. Ett par nya utformningar av en kompakt och lättinstallerad sol-pelletkombination och ett nytt ackumulatorkoncept har beskrivits. Den kompakta sol- + pelletvärmesystem (REBUS) har sedan analyserats i mer detalj i rapporten Promising systems. Systemet har utvecklats av SERC och DTU i Köpenhamn tillsammans med flera företag i ett nordiskt projekt finansierat av nordisk energi. Ett antal intressanta systemkoncept från andra länder finns med i denna rapport (promising systems). 6 månaders mätdata från en demonstrationsanläggning av REBUS systemet har analyserats och rapporterats i en rapport on Field Trials. Systemet har visat god funktion men har inte kommersialiserats än. Ett systerstem med gas- istället för pelletpanna har installerats i Köpenhamn och har också visat god funktion.

4 WP 2 Standardised Systems SP har medverkat i utformningen av två olika enkäter om teknik- och policy frågor som sedan har översatts till svenska. Den ena enkäten har skickats ut till byggnadsentreprenörer, den andra till representanter för tillverkare, installatörer o konsulter. Av totalt 60 adressater fick vi in 25 besvarade enkäter. Dessa har sammanställts med svaren från övriga länder av WP2 ledaren Arsenal Research i Österrike. Till en sammanställning om goda exempel på större system har SP bidragit med detaljerade uppgifter om tre anläggningar: Toftagården, Kockum fritid och Rud i Karlstad. I den workshop som organiserats av SP och SERC (se WP 3 nedan) presenterades också några exempel på stora system och i samband med work shopen bestämdes att Sverige skulle jobba för att få en grupp som behandlar solvärme i fjärrvärmesystem inom ESTTP, European Solar Thermal Technology Platform som nämnts ovan. WP 3 Integration in Buildings SP har deltagit i utformningen av en enkät som syftar till att göra en inventering av lagar, regler o vägledningar för installation av tak- och väggintegrerade solfångare i de olika deltagarländerna. SP har därefter, i samarbete med Boverket, redovisat den svenska situationen på området genom att komplettera nämnda enkät. SP har vidare översatt en enkät som syftar till att identifiera eventuella hinder för byggnadsintegration av solenergi och distribuerat denna till svenska leverantörer. SP har också översatt nyhetsbrev nr 2 och distribuerat detta till den svenska solvärmebranschen. En sammanställning av goda exempel på byggnadsintegration har genomförts av AEE i Österrike som leder WP3 och till denna har SP bidragit med bilder och beskrivningar av solceller i Hammarby sjöstad och med solfångare från Jöns Ols i Lund och från Kockum fritid i Malmö. Information om sätt att integrera solvärme i befintliga värmesystem togs fram och integrerades i en annan rapport. SERC deltog också i framtagning av en broschyr för integrering av solfångare i byggnaden som har tryckts upp och distribuerats i Europa inkl. Sverige. SP har distribuerat broschyren till ca 100 arkitekter, konsulter, byggare och beställare. Resultat från arbete i WP 3 och andra delar av NEGST planeras att sammanfattas i en artikel för en facktidning i Sverige. En workshop som behandlar främst byggnadsintegrering av solenergi har organiserats av SP och SERC. Den var väldigt lyckat med ett 70-tal deltagare, med företrädare från industri, kommun, energikontor och arkitektkontor samt studenter från en KY-utbildning om sol- och bioenergi. Forskare och företagsrepresentanter fanns med i programmet som kan ses i bilaga 1 till denna rapport. Alla presentationer finns tillgänglig på ( SP har skrivit en artikel om workshopen som publicerats i Energi&Miljö. WP 4.1 Towards the Next Generation of Standards, advanced collectors Här har SP lett det internationella arbetet. Ett frågeformulär har tagits fram i samarbete med övriga WP-medlemmar. Formuläret har skickats ut till samtliga NEGST deltagare och till hela Europas solvärmeindustri och ett stort antal svar har kommit in. Formuläret besvarades även under en industriell work shop som hölls av ESTIF med 25 deltagande industrirepresentanter. Syftet var att ta fram ett underlag för prioriteringar av det fortsatta arbetet med förberedande standardisering. Utifrån dessa svar diskuterade gruppen under Oslo mötet i april och kom överens om hur arbetet skulle gå vidare med utveckling av kommande standarder för solfångare. Ett annat frågeformulär för prioriteringar av utveckling av standarder för vakuumrörsolfångare gjordes bland 15 testlaboratorium samt tillverkare och importörer. Även denna enkätstudie hade syftet att lyfta fram vad som behövs göras inom standardiseringsarbete och vilket arbete som bör prioriteras. Därefter har ett flertal förbättringar och nyutvecklade av standarder gjorts under projektet och hela arbetet har sammanställts i en rapport: Kovács, P., Bushinger, J., Gottwald, D., Furbo, S., Fisher, S., Khebchache, B. 2007, Future standards for advanced collectors, WP 4.1 D2 and D3 in EUproject NEGST (New generation of Solar Thermal Systems). Rapporten innehåller följande delmoment: COLLECTOR COMPONENTS. Durability of absorber coatings, reflector materials and anti reflective coatings. Ongoing work and proposed standards. QUALITY TESTING OF ETC:S. A review of the present EN from the perspective of testing ETCs. EXPOSURE TESTING OF COLLECTORS. A review of two approaches to exposure testing and a proposal for an alternative method in the present EN 12975

5 PERFORMANCE TESTING OF FLAT PLATE COLLECTORS. Research on the accuracy of performance test results due to different boundary conditions and approximations in EN PERFORMANCE TESTING OF UNGLAZED SOLAR COLLECTORS. Proposals for revision of EN PERFORMANCE TESTING OF SOLAR AIR COLLECTORS. A draft standard is presented DETERMINATION OF IAM AND APPLICATION OF PRESENT STANDARD TO TRACKING AND CONCENTRATING COLLECTORS. A resource document for the application of EN GENERAL CONSIDERATIONS FOR ALL TYPES OF COLLECTORS. Miscellaneous items of interest for an improved usefulness of EN Slutrapport kommer att överlämnas till CEN/TC 312 så att det gjorda arbetet direkt kan infogas i befintliga standarder eller som nya arbetsområden för vidare utveckling. WP 4.8 Towards the next generation of standards, LCA Här leder SP det internationella arbetet. En state-of-the-art undersökning om tillämpning av LCA, energy payback, energy yield ratio och liknande metoder på solvärmeprodukter har genomförts. Den baseras dels på en litteraturundersökning och dels på input av erfarenheter och metoder som används av de olika deltagarna i de olika Europeiska länderna. Studien har sammanställts i ett paper som presenterades vid ISES 2005 Solar World Congress i augusti, 2005: Wahlström Å. (2005): Towards procedures for environmental performance assessment of solar thermal products. Proceedings of ISES 2005, Paper 1361, Solar World Congress, Orlando, Florida, USA, August Utifrån denna studie diskuterade gruppen också under Oslo mötet i april hur vi skall arbeta vidare med utveckling av en gemensamma regler för att genomföra en LCI för solfångare och presentera resultatet i ett s.k. Environmental Fact Sheet. Ett förslag har presenterats vid ESTIFs general assembly i november 2005 som sedan var ute på ute på remiss bland medlemmarna i NEGST inför mötet i mars 2006 och sedan genomgått ett antal revisioner innan man kunde enas i gruppen. Arbetet presenteras i slutrapporten: Åsa Wahlström: Procedures for Environmental Performance Assessment of Solar Thermal Systems, Report of the EU FP6 project NEGST (New Generation of Solar Thermal Systems). Report NEGST WP 4.9, June WP 5 Advanced Applications SERC har bidragit med ett avsnitt om den termokemiska ackumulatorn (TCA, Thermo Chemical Accumulator) till arbetsgruppens statusrapport om "Advanced applications in solar cooling and desalination". SERC har också sammanfattat marknaden och systemtekniker som används för komfortkyla i Sverige. Statistik var inte lättillgänglig förutom för fjärrkyla. SERC har också bidragit till en rapport om de mest lämpliga tekniker för solkyla. Inom WP5 har ett datorprogram tagits fram där man kan på ett enkelt sätt beräkna energibesparing för system för att producera kyla från solvärme, sk solkyla. SERC har bidraget till dess utformning samt rapporten om verktyget. Betydligt mindre arbete gjordes än planerat eftersom inga uppgifter delades ut av ledaren för WP5. Istället har SERC arbetat mer i WP1. Referensgrupp En referensgrupp med följande sammansättning bildades i början av projektet: Per Rosén, Sydkraft (energiföretag) Carl Jonsson, Skanska Teknik (byggföretag) Björn Ståhl, Aquasol (tillverkande företag) Solveig Larsen, VVS-Installatörerna (installatörs branschförening) Två möten har hållits med referensgruppen och deltagare från SERC och SP: i Örebro hos Arnes Plåtslagari AB i mars 2005; per telefon i oktober Vid det första kunde inte Per Rosén delta pga sjukdom. Mötet gav en hel del viktiga inslag och resulterade att workshopen från WP3 var tänkt att hållas i samband med Nordbygg 2006, Nordens största byggmässa efter förslag av Solveig Larsen. Antalet anmälda deltagare blev dock ringa varvid workshopen flyttades till den 28 november i Örebro dit hela 70 personer kom.

6 Program och deltagarlista för NEGST Seminarium i Örebro november Tid Rubrik / Presentatör Välkomst och introduktion till seminariet och bidragsregler 13:00 13:20 Åsa Wahlström (SP) / Chris Bales (SERC, Högskolan Dalarna) Del 1 Solvärmesystem ett naturligt inslag i Tyskland och Österrike 13:20 13:40 Chris Bales (SERC, Högskolan Dalarna) Solvärmesystem i flerbostads- och grupphus positiva erfarenheter 13:40 14:00 under många år Lars Tirén (Eksta Bostads AB) Solceller integrerad i byggnaden tekniska och arkitektoniska 14:00 14:20 aspekter Petter Sjöström (Switchpower AB) 14:20 14:40 Bensträckare Del 2 Byggnadsintegrering av solfångare varför och hur? 14:40 15:00 Michaela Meir (Oslo universitet) Solfångare som tak fabrikstillverkade moduler 15:00 15:20 Bertil Ivarsson (Derome Träteknik AB) Byggnadsintegrerad solfångare för systemhus en norsk 15:20 15:40 framgångshistoria (norska) John Rekstad (Solarnor AS) 15:40 16:00 Kaffepaus Del 3 Exempel för standardiserade systemkoncept för flerbostadshus - 16:00 16:20 NEGST projekt Åsa Wahlström (SP) Kompakt och flexibelt solvärme-kombisystem för norden 16:20 16:40 Chris Bales (SERC) Energibesparingen med solvärme kan bli betydligt större än man tror 16:40 17:00 Simon Furbo (DTU, Danmark) Sammanfattning och avslutning 17:00 17:15 Åsa Wahlström (SP)/ Chris Bales (SERC, Högskolan Dalarna)

7 Deltagarlista NEGST seminarium Organisation Namn Organisation Namn IVT Stanislav Arih Aquasol Susanne Andersson Ekocentrum Anders Lund Aquasol Thomas Reijdarsson Skanksa Sverige AB Jonas Gräslund Sunstrip Lars Wahlström Curab AB Ulf Rengholt Sunstrip Patrik Sivesson ÖNET Energikontoret Örebro David Larsson Exoheat Robert Sunqvist EKSTA Bostads AB Lars-M.G Tirén Ergus Amelie Karlsson Örebro Bostäder AB Jan Dahlkvist Ergus Erik Brunius Sol & Energiteknik AB Stefan Johansson Energi-center Nordic AB Sven-Ove Axelsson Bostads AB Eidar Bengt-Åke Pettersson Alcasol Cai Lagerström Karlstads Bostads AB Willy Ociansson Alcasol Alf Danielsson Trollhättans stad/ksf Maria Gerd Jürgen B Wahlberg Fem generationer AB Peter Genberg Miljökonsult energi AB Sten Dahlberg Fem generationer AB Per Genberg Miljöbron Anders Berndes Karlstads Bostads AB Mona Carlsson Bertil Larsson Karlstads Bostads AB Stig Eriksson Högskolan Väst Claes Fredriksson SERC, Högskolan Dalarna Chris Bales Högskolan Väst Lars Jansson SERC, Högskolan Dalarna Janne Paavilainen Sol & Teknik Leif Göransson Karlstads Bostads AB Anders Björbole Västerviks Bostads AB Christer Strand Armaturjonsson AS,Olso Håkon Killerud Västerviks Bostads AB Per-Arne Hellström Chalmers Jan-Olof Dalenbäck Västerviks Bostads AB Sten Håkansson White Projekt & Miljö Dag Lundblad SP Ulrik Pettersson SP Åsa Wahlström Energiverkstan i Dalarna AB Göran Svärdström Switchpower Petter Sjöström Ariterm AB Pellsam David Wiman Oslo Universitet Maichaela Maeir HSB Mitt Bo Håkansson Oslo Universitet John Rekstad Svenska Solgruppen Bo Ferm Derome Bertil Ivarsson SERC, Högskolan Dalarna Frank Fiedler DTU Simon Furbo Karlstads Bostadsbolag AB Roger Häggbom SERC, Högskolan Dalarna Johan Vestlund Karlstads Bostadsbolag AB Ove Bergman HSB.Brf. Örnen i Timrå Bertil Lehto Karlstads Bostadsbolag AB Christer Karlsson HSB.Brf. Örnen i Timrå Vivan Berglund Karlstads Bostadsbolag AB Staffan Johansson + 9 studenter från Härnösand

8 Publikationer inom projektet (vid ) Följande är de publikationer som tagits fram i projektet. Fler kommer ut under september. De kan laddas ned från projektets hemsida: WP 1 - Next generation of systems WP1.D1: Summary report on today s system technology (620 kb) WP1.D2: Report about theoretical system evaluation (2.1 MB) Evaluation Reports WP1.E1: Solar System Concept with water filled collector loop for SDHW, Germany (544 kb) WP1.E2: Solar Combisystem Concept with water filled collector loop, Germany (509 kb) WP1.E3a: Drainback Solar Water Heating System, Germany (240 kb) WP1.E3b: Drainback Solar Water Heating System, Germany (297 kb) WP1.E4: Compact Heating Unit for SDHW preparation, Germany (357 kb) WP1.E5: Combisystem Unit with integrated pellets auxiliary heater (REBUS pellet), Sweden (346 kb) WP1.E6: Combisystem Unit with integrated gas auxiliary heater, Denmark (258 kb) WP1.E7: Combisystem with non-pressurized store and polymer collector, Norway (336 kb) WP1.E8: Integrated Collector Storage, Netherlands (244 kb) WP1.E9: Combisystem with pool heating in Southern European climate, Portugal (454 kb) WP1.E9-2: Report on simulation study and economic analysis (1.2 MB) WP 2 - Standardised system concepts WP2.D1: Survey on barriers and chances of large solar thermal systems (485 kb) WP2.D3: Report concerning investigation and evaluation of existing financing models (191 kb) WP2.D4: Material for marketing SDHW systems to investors in the building industry (464 kb) WP2.D5: Report on technical investigations of large solar thermal systems (3.5 MB) WP 3 - Integration in buildings WP3.D1_D2: Inventory of guidelines, Overview of existing requirements in EU countries and directives (539 kb) WP3.D3: Recommendations for Uniform European Requirements for Building Integration of Solar Thermal Collectors (416 kb) WP3.D4: Workshop on integration of thermal solar functions into building components (460 kb) WP3.D5: Recommendation of concepts for easy installation and integration in conventional heating appliances (1.2 MB) WP 4 - Next generation of standards WP4.D1: Meeting minutes and status reports of subtask meeting (200 kb) WP 5 - Advanced applications WP5.D1: Technical status report on solar desalination and solar cooling (6.7 MB) WP5.D2: Report concerning suitability of different collector technologies for solar cooling and solar desalination (735 kb) Articles - System Integration (593 kb) - Nov./Dec (published in Renewable Energy World ) - Sonnenkollektoren als Elemente der Architektur (328 kb) - Oct (published in Heizung Lüftung Klima ) - Towards Procedures for Environmental Performance Assessment of Solar Thermal Products June 2005 (published in proceedings of ISES Solar World Congress, 2005). - Neue Trends bei thermischen Solaranlagen - Zwischenergebnisse des EU-Projektes NEGST May 2006 (published in proceedings of OTTI Symposium Termischer Solaranlagen, 2006). Brochures Building Integration of Solar Thermal Collectors (2 MB) - January 20