Ekonomisk och ekologisk el ur fasaden

Transkript

1 WHITE PAPER Ekonomisk och ekologisk el ur fasaden

2 2

3 Ruukki har utvecklat ett solelsystem som integreras i fastighetsfasaden och som direkt omvandlar solstrålningen till elektricitet. Systemet är inte beroende av värmen som alstras av solen, utan endast av den alstrade strålningen. I Norden kan systemet således också producera el under sommarnätter. Antingen används den producerade strömmen för fastighetens eget behov av elenergi eller matas ut i det allmänna elnätet om sådana lösningar redan finns i bruk. Systemet är hållbart, klimatvänligt och utnyttjar en gratis energikälla. Lösningen baseras på solel- eller PV-kassetter tillverkade av PV-moduler i glas och Ruukkis kassettsystem i stål. Modulerna är i det närmaste svarta till färgen och kompatibla med Ruukkis övriga fasadprodukter, vilket innebär att de övriga fasaddelarnas färg och form kan bestämmas fritt med Ruukkis övriga fasadprodukter. Solenergifasaden kan monteras på gamla och nya byggnader och på olika underlagsmaterial. Som vanligt sker fasadens infästning med hjälp av Ruukkis fästsystem. PV-modulerna baseras på tunnfilmsteknik av CIGS-typ, en teknik som snabbt blir allt vanligare i solceller. Vad behöver man solenergifasaden till? Solenergifasaden både ger huset ett eget uttryck och producerar samtidigt elenergi. Det finns inte något annat lika bekymmersfritt sätt att producera fastighetsspecifik el. De nya europeiska byggdirektiven ålägger högre energieffektivitet hos fastigheter och detta är en metod för att uppfylla kravet. Användningsobjekt för solenergifasader är byggnader som ska vara arkitektoniskt imponerande och uppfylla de kommande årens allt strängare miljödirektiv. Eftersom PV-fasaden är en modulär produkt som är enkel att montera på olika byggnader lämpar den sig också utmärkt för fasadrenovering eller för en ansiktslyftning av fasaden. Solenergifasaden är en konkurrenskraftig lösning också i projekt som endast avser solel. Det är det mest kostnadseffektiva sättet att producera solel i byggnader. Har systemet några geografiska begränsningar? Systemet kan installeras oberoende av det geografiska läget. Mängden solstrålning inverkar dock på den producerade energimängden. För närvarande är Tyskland världsledande inom produktion av solel. Den årliga solenergimängden i Norden är av samma storleksklass, och därför finns det utmärkta möjligheter att producera solel även här. Vi erhåller huvuddelen av den årliga solelsproduktionen från mars till augusti. Systemet fungerar också bra i områden där direkt solstrålning saknas, till exempel på grund av molnighet. Tekniken som används av Ruukki har förmåga att utnyttja solstrålarna även i molnigt och dimmigt väder samt i smog. I snötäckta områden och på stränder vid vattendrag får systemet ett tillskott genom den reflekterade strålningen. Anmärkningsvärt är också att avskärmande snö inte samlas på de fasadmonterade PV-modulerna, vilket skulle inträffa om de var monterade på taket. I mycket molnigt väder eller i regn minskar systemets uteffekt och kan utebli nästan helt. Den teknik som används av Ruukki ger en högre elproduktion även under sådana förhållanden, jämfört med en del av de konkurrerande teknikerna. Vid produktion av solel är den effektivaste fasadriktningen åt söder och man bör ta hänsyn till eventuella skuggor. Ur produktionssynpunkt är det också effektivast att konstruera så sammanhängande PV-områden som möjligt på fasaden. Ruukkis ekonomiska, ekologiska och fastighetsspecifika elkälla Verksamheterna i byggnader förbrukar elenergi för belysning, ventilation, uppvärmning och för otaliga andra ändamål. Det finns mycket få metoder att producera el fastighetsspecifikt. Ruukkis solenergifasad är utvecklad för att bekymmersfritt producera energi för byggnaden eller till elnätet. Sålunda fungerar byggnadens utvändiga ytor samtidigt både som ett ytterskal och som en energiproducent. I praktiken är energin gratis efter den inledande investeringen. Ruukkis solenergifasad är fullständigt integrerad i byggnaden, alltså är den en del av byggnaden. Det solenergiproducerande området behöver inte nödvändigtvis avvika alls från den övriga fasaden. Ruukkis PV-kassetter kan kombineras med Ruukkis övriga fasadprodukter till en sammanhängande helhet. 3

4 Solenergipanelerna utgör Ruukkis svar på behovet att producera energi från förnybara energikällor. Produktens centrala budskap är hållbar utveckling och ekologi, och i det förenas Ruukkis nyaste tekniska innovationer och den senaste tillgängliga tekniken. Solenergifasaden ger möjlighet att utnyttja de befintliga ytorna på byggnaden för produktion av solenergi, i synnerhet i fullbebyggda områden utan lediga markområden som kan användas uteslutande för energiproduktion. Även EU:s befintliga och kommande byggdirektiv ställer nya krav på energieffektivitet och energiproduktion från förnybara källor. En ekologisk fasad som producerar förnybar energi tillför mervärde till kunderna. Det är en kostnadseffektiv metod att förverkliga arkitektoniskt progressiva och mångskiftande energiproducerande fasader som också ökar fastighetens värde genom sänkta driftkostnader. I vilka byggnader passar systemet bäst? Solenergifasaden lämpar sig särskilt väl för kontors- och affärsbyggnader, men även för bostads- och industribyggnader. Det kan användas både vid nybyggnad och renovering. Systemet sätter inga gränser för underlagsmaterial eller byggnadstyper, och tack vare systemets enkla fästsystem och modulära konstruktion får kunden en totalekonomisk lösning. Solenergifasaden passar för ett modernt energieffektivt byggande och på byggnader som man vill ge ett starkare visuellt uttryck. Möjligheten att förena systemet med Ruukkis olika fasadmaterial ger arkitekterna nya möjligheter att också använda glas i fasader. Lämpliga objekt är nya energieffektiva byggnader eller energieffektiva fasader på befintliga byggnader. Solenergifasaden passar för byggnader som man vill förnya eller göra mer representativa, eller om man enbart vill genomföra ett solelsprojekt där fasaderna ingår. Vilka storlekar finns solenergimodulerna i och hur installeras de? Solenergifasadens kassetter har modulmåtten 637 mm (höjd) gånger mm (bredd). De kan kombineras med Ruukkis övriga fasadprodukter, är en del av fasadproduktfamiljen Ruukki Design Palette och storleken och formen på fasadens övriga delar kan väljas fritt. Solenergifasaden monteras på samma sätt som en vanlig Ruukki-fasad. Först monterar man på väggstommen fästprofiler av stål, med vilka väggen kan riktas upp vid behov. Solelskassetterna fästs i underlaget med skruvar, på samma sätt som Ruukkis övriga fasadkassetter. Om fasaden enbart består av solelselementen, börjar man montera kassetterna i väggens nedre vänstra hörn, och avancerar uppåt och åt höger. I fasaden kan man kombinera andra fasadprodukter från Ruukki, då dessa är konstruerade att fogas till varandra. Solenergifasaden planeras i förväg och leveransen innehåller alla komponenter och tillbehör som behövs på arbetsplatsen. Tack vare de färdiga kassetterna och den heltäckande förplaneringen blir monteringen på arbetslatsen enkel och snabb. Även kablagesystemet är förplanerat och enkelt att installera. Kablaget döljs i ett utrymme bakom kassetterna. Hur fungerar energifasaden i praktiken? PV-kassetterna på väggen omvandlar solens strålning direkt till elenergi. Den alstrade strömmen samlas via kablaget till en punkt och leds sedan till en växelriktare (inverter). Växelriktaren omvandlar strömmen till växelström, som vanligen används i elapparater i fastigheter. Antingen används växelströmmen för fastighetens eget elbehov eller matas ut i det allmänna elnätet. Om en separat ersättning (enligt en inmatningstariff) betalas för den i elnätet inmatade strömmen, mäts elenergin och en bestämd ersättning utbetalas till elproducenten. Detta system har en utbredd användning i Europa. Om systemet med inmatningstariff inte finns att tillgå, används den av solenergisystemet alstrade energin för att minska fastighetens behov av inköpt energi. Till sin konstruktion motsvarar solenergifasaden Ruukkis vanliga Liberta-fasad, men systemets kablar och elkomponenter tillkommer. Kablarna är osynliga och behöver inte nödvändigtvis några genomföringar fram till fasaden. Solenergifasaden levereras i form av en förplanerad helhet till kunden, och innehåller också kalkyler om den kommande energiproduktionen. Hur bestämmer man kvadratytan för energifasadens PV-moduler? Energifasadens kvadratyta bestäms antingen efter effektbehovet eller den tillgängliga ytan. PV-modulernas nominella toppeffekt är cirka 125 watt per kvadratmeter. Systemets årsproduktion är i Finland cirka 85 kwh/m 2, och den av fasaden uppnådda koldioxidminskningen blir då cirka 75 kg/m 2 om året. 4

5 Bild: Arkitekterna Davidson och Tarkela Ruukki har inte haft några leveranser till denna byggnad. 5

6 Årsproduktionen påverkas mest av byggnadens geografiska läge, fasadens riktning, den teknik som används och eventuella skuggor som faller på PV-området. PV-fasaden bör helst vara riktad åt söder, men även väderstrecken mellan sydväst och sydost är lämpliga. Också fasader riktade helt åt väster eller öster är tänkbara, men en stor del av elproduktionen går då förlorad. Om skuggor faller på fasaden blir elproduktionen lägre. Solstrålarnas lägre infallsvinkel förstärker produktionskapaciteten hos väggmonterade system. Elproduktionen kan till och med vara högre än för takmonterade system vid tillfällen när solen strålar med en mycket liten infallsvinkel. Detta är fallet främst under vår och höst på nordliga breddgrader. En kalkyl över den beräknade årsproduktionen levereras tillsammans med varje solenergifasad från Ruukki. Vilken blir investeringens återbetalningstid? Investeringens återbetalningstid påverkas av olika faktorer, främst av priset för den använda tekniken, vilket innefattar systemets integreringsgrad, inmatningstariffen, solförhållandena och det lokala energipriset. PV-modulernas pris har halverats under de senaste åren. I sin lösning använder sig Ruukki av den senaste tunnfilmstekniken, som prismässigt är mycket konkurrenskraftig. Modulernas och de övriga elkomponenternas priser förväntas fortsätta sjunka under de närmaste åren. Integrering i byggnaden sänker priset för solelen från systemet, eftersom solenergifasaden fungerar som fasad och elproducent samtidigt. Konkurrerande system är påmonterade system, ofta med en färdig fasad eller en takyta. Ruukkis solenergifasad är ett system som är fullständigt integrerat i byggnaden. Systemet med inmatningstariff ger en betydligt kortare återbetalningstid. Det används allmänt i Europa, men tills vidare inte i Finland. Om systemet är i användning, matas hela den producerade energin till elnätet och betalas enligt inmatningstariffen, och sedan köps den el som behövs i fastigheten in från elnätet till normalt pris. I länder utan inmatningstariff strävar man efter att använda den producerade energin för fastighetens egna behov. Endast en eventuellt överskjutande andel matas ut på elnätet. Elenergin kan också lagras i batterier, men tills vidare levererar inte Ruukki sådana system. Mängden solenergi, som påverkas mest av det geografiska läget, inverkar på den producerade energimängden och därmed på återbetalningstiden. Även det lokala energipriset påverkar återbetalningstiden. I Finland är priset för elenergi lågt jämfört med många länder i Europa. Detta gör att återbetalningstiden blir längre. Hur skiljer sig Ruukkis lösning från konkurrenternas produkter? Ruukkis solelslösning avviker från konkurrenternas lösningar främst genom att systemet är fullständigt integrerat i byggnaden och har en fördel i fästsystemet. Det saknar synliga fästen, aluminiumlister och fastskruvade ramar. 6

7 Trots att konstruktionen är fullständigt integrerat i byggnadens fasad, kan den användas till både nya och gamla byggnader. Infästningen görs snabbt och enkelt tack vare Ruukkis egna, patenterade fästsystem. Lösningen är marknadens mest kostnadseffektiva sätt att utföra en helglasfasad som producerar solel. Utseendet hos de tunnfilmsteknikbaserade PV-kassetterna lämpar sig utmärkt för fasader tack vare den enhetliga färgsättningen. Konkurrerande produkter utgörs av fasader tillverkade med aluminiumprofiler. Ruukkis solenergifasadkassetter är betydligt mer kostnadseffektiva att montera och de kan vid behov enkelt tas bort och bytas ut. Ruukkis solenergifasad baseras på Ruukkis kostnadseffektiva och varierbara fasadkassettsystem Liberta, till vilket PV-kassetterna för solel kan sammanfogas sömlöst. De är en del av sortimentet Ruukki Design Palette, som tillsammans med solenergifasaden bildar en unik produktfamiljhelhet för fasadbeklädnad, som förenar stål- och glasytor för solel på samma fasad, och erbjuder en möjlighet att skapa arkitektoniskt enhetliga, högklassiga och mångskiftande, objektspecifika helheter. Vad kan solenergifasadens energiproduktionskapacitet jämföras med? Ruukkis solenergifasad, exempelvis monterad på en medelstor kontorsfasad i Finland med cirka 220 m 2 PV-moduler, producerar under ett år lika mycket elenergi som förbrukas på ett år ( kwh) i en genomsnittlig eluppvärmd villa i Finland. Produktionen av denna energimängd skulle ge upphov till cirka kg koldioxid. Den producerade energimängden kan också beskrivas så, att med samma energimängd kan man med en modern personbil (0,5 l/mil) köra mer än mil om året. Med årsproduktionen från en kvadratmeter vägg beklädd med Ruukkis solenergifasad kan man ha en bordslampa med effekten 10 W kontinuerligt tänd under cirka ett år, använda en bärbar dator (30 W) 7,7 timmar varje dag under året eller titta på en 42-tums tv-apparat (140 W) 1,7 timmar om dagen under hela året. Mer information Harri Eerola Ruukki, Application expert tel harri.eerola@ruukki.com Press kontakt Johanna Parikka Altenstedt, Ruukki, Communications Manager Scandinavia tel. +46 (0) johanna.parikka-altenstedt@ruukki.com PV = Photovoltaic, fotospänning 7

8 Ruukki är en pålitlig metallexpert som tar hand om hela processen när du behöver metallbaserade material, komponenter, system och totalkoncept. Vi vidareutvecklar ständigt vår verksamhet och vårt produktsortiment för att tillgodose dina behov. CFI.001SE/ /AN/JJ Rautaruukki Abp U Box 138, FI Helsinki, Finland S w Copyright 2011 Rautaruukki Corporation. Alla rättigheter förbehålles. Ruukki, Rautaruukki, More With Metals och Ruukkis produktnamn är varumärken eller registrerade varumärken som tillhör Rautaruukki Corporation.