Utvärdering av MaReCohybrid i Hammarby Sjöstad. Elforsk rapport 05:36

Utvärdering av MaReCohybrid i Hammarby Sjöstad Elforsk rapport 05:36 Anna Helgesson, Peter Krohn, Björn Karlsson Nov 2005

Utvärdering av MaReCohybrid i Hammarby Sjöstad Elforsk rapport 05:36 Anna Helgesson, Peter Krohn, Björn Karlsson Nov 2005

Utvärdering av MaReCohybrid i Hammarby Sjöstad Elforsk rapport 05:36 Anna Helgesson, Peter Krohn, Björn Karlsson

Förord Detta projekt ingår i det tillämpade solcellsprogrammet SolEl 03-07 etapp I. Programmet finansieras av: Energimyndigheten Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond via NCC Vattenfall AB Sydkraft AB Skellefteå Kraft AB Göteborg Energi AB Mälarenergi Statens Fastighetsverk Gällivare PhotoVoltaic Brostaden Fastighetskontoret Västerås Stad Sollentuna Energi Falkenberg Energi Rapporten finns fritt nedladdningsbar från www.elforsk.se/solel. i

Sammanfattning Planen var att under hösten 2003 installera 30 m² hybridsolfångare på ett av SBC:s hus i Hammarby Sjöstad och att samtidigt starta utvärderingsprojektet. Hybriden avsågs att värma vatten i ackumulatortankar samt att via en nätansluten växelriktare mata ut el till fastigheten. Tidigt 2004 levererades 12 moduler för installation. Till följd av fördröjningar i installationen driftsattes systemet först under våren 2005. Den använda MaReCo-hybriden har utvecklats av Vattenfall Utveckling AB (VUAB) inom ett tidigare Elforskprojekt. Tillverkningen av modulerna har skett vid VUAB m h a en lokal entreprenör. MaReCo-hybriden består i princip av ett parabolformat reflektortråg med en längsgående, dubbelsidigt belyst, hybridabsorbator. Hybridabsorbatorn är uppbyggd av en speciellt utvecklad aluminiumprofil med rör för vattencirkulation på ena sidan och solceller laminerade på den andra. Till skillnad från en konventionell solfångare erhålls från en hybrid både el och värme, vilket innebär ett effektivare utnyttjande av solenergin samt att kostnaden för varje producerad kwh el kan sänkas. Målsättningen med utvecklingen är att hybriden i ett framtida kommersiellt skede ska kunna installeras till ett pris av 2 000 kr/m² glasad area och ge ett årsenergiutbyte per m² glasad area om 50 kwh el och 200 kwh värme. Det aktuella projektets syfte var att VUAB, inom ramen för det nationella solcellsprogrammet SolEl 03 07, skulle studera anläggningens värme- och elproduktion under ett års drift. Till följd av fördröjningar erhölls dock de första mätdata sent våren 2005, varför en årsuppskattning av energiproduktionen ej kunnat göras. Vad gäller elutbytet upptäcktes efter installationen att en del solcellsmoduler inte avgav någon elektrisk effekt. Genomförda tester antyder att kontaktbanden i absorbatorn skadats. Försök gjordes att koppla om modulerna för att om möjligt erhålla en fungerande sträng för utvärdering, men andelen defekta moduler var för stort för att detta skulle kunna genomföras. Vad gäller värmeproduktionen har ett fåtal mätdata kunnat samlas in via fastighetens styr- och kontrollsystem. Utifrån dessa data kan konstateras att temperaturnivån i solfångarsystemet varit relativt låg samt att ackumulatortanken i princip är omblandad. Fastighetsägaren rekommenderas därför att utföra en injustering av anläggningen. En erfarenhet från installationsarbetet är att hybriderna är skrymmande och därmed svåra att transportera. I projektet har även ingått att studera s k mjuka frågor. Några kommentarer rörande detta är att det är viktigt med en långsiktig satsning för att nå ett hållbart boende och att det är viktigt att redan tidigt i planeringsprocessen ta hänsyn till en eventuell solenergiinstallation. En kommentar är också att det behövs en kunnig person som är med hela tiden från start till mål för att få en kontinuitet i arbetet. Viktigt att beakta vid introduktion av nya energitekniker är finansierings-, ägar- och underhållsfrågor. Vidare är det viktigt med ett starkt engagemang av alla inblandade parter för att ett gott resultat ska erhållas. Projektet har också presenterats vid 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition. iii

Summary The plan was to install 30 m² hybrid collectors onto a building in Hammarby Sjöstad during 2003 and to start the evaluation project. In the beginning of 2004, 12 modules were delivered for installation. Due to delays, the system was not put into operation until spring 2005. The used MaReCo-hybrid collector has been developed by Vattenfall Utveckling AB. The hybrid consists, in principle, of a parabolically shaped reflector trough with a bifacial hybrid absorber that runs along the trough. The hybrid absorber is made of a specially developed aluminum profile with tubes for circulating water on one side and solar cells laminated onto the other side. Apart from usual collectors, both heat and electricity is gained from a hybrid. This means that the cost for the produced solar electricity can be reduced. The goal is that the hybrid, in a future application, will be installed to a price of SEK 2 000 per m² glazed area, and an annual energy output of 50 kwh electricity and 200 kwh heat. The purpose of the current project was to evaluate the heat and electricity output from the plant during one year of operation. The work has been made within the national PVprogram SolEl 03 07. Due to delays, the first measurements could not be done until late spring 2005, therefore it has not been possible to conduct a yearly evaluation. What regards the electrical output, it was discovered after the installation that some of the modules were defect. Tests showed that the there is a bad connection in the modules. Some attempts were made to reorganize the modules in order to get one working PV string. This was, however, not possible to achieve. What regards the heat production, some data has been collected. These data show that the temperature level in the system has been relatively low and that the accumulator tank temperature is relatively homogeneous. The owner is therefore recommended to adjust the operation of the plant. In the project, also motives of interest has been studied. Some comments about these are that it is important with continuity in commitments in order to get a sustainable development. It is also important to consider the use of solar energy early in the planning phase. One comment is also that a person with knowledge about solar energy is needed during the whole project from start to end. It is also very important with a strong involvement to all participants in order to get a good result. The project has also been presented at the 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition. v

Innehållsförteckning 1 INLEDNING... 1 1.1 BAKGRUND... 1 1.2 MÅL OCH AVGRÄNSNINGAR... 2 2 HAMMARBY SJÖSTAD... 3 3 BESKRIVNING AV MARECO-HYBRIDEN... 4 3.1 MARECO-REFLEKTOR... 4 3.2 HYBRIDABSORBATOR... 6 3.3 MARECO-HYBRID... 8 4 INSTALLATION... 10 4.1 BESKRIVNING AV INSTALLATIONEN... 10 4.2 BILDER FRÅN DEN FÄRDIGA INSTALLATIONEN... 12 5 MÄTNINGAR... 15 5.1 RESULTAT FRÅN TIDIGARE MÄTNINGAR... 15 5.2 ANVÄND MÄTUTRUSTNING... 15 5.3 VÄRMEUTBYTE... 17 5.4 ELUTBYTE... 20 5.5 SAMVARIATION EL OCH VÄRME... 22 6 KOMMENTARER FRÅN PROJEKTETS GENOMFÖRANDE... 23 6.1 KOMMENTARER FRÅN TILLVERKNING OCH INSTALLATION... 23 7 MOTIV FÖR UTNYTTJANDE AV SOLENERGI... 24 7.1 SOLEL I HAMMARBY SJÖSTAD... 24 7.2 INHÄMTADE KOMMENTARER... 25 8 KOSTNADER... 27 9 KONFERENSDELTAGANDE... 28 10 SLUTSATSER... 29 11 LITTERATURFÖRTECKNING... 30 11.1 REFERENSER... 30 11.2 ÖVRIG LITTERATUR... 31 Bilagor A B C DRIFTKORT NOMENKLATURLISTA KONFERENSBIDRAG vii

1 Inledning 1.1 Bakgrund Hammarby Sjöstad är en ny ekologisk stadsdel i Stockholm. Flera olika koncept ingår i planerna för att skapa ett miljöinriktat byggande och boende; t ex satsning på kollektivtrafik och användning av energi från förnyelsebara källor. Exempel på byggföretag som finns representerade i Hammarby Sjöstad är SBC Bostad AB 1, JM, HSB, NCC; PEAB och Skanska. SBC Bostad AB har uppfört två bostadshus (kv. Kobben) i Hammarby Sjöstad och som en del i processen att erhålla en byggrätt deltog SBC Bostad i en tekniktävling som anordnades av LIP-kansliet 2. I SBC:s förslag ingick bl a att en mindre intilliggande byggnad skulle vara självförsörjande på el och värme och för att åstadkomma detta föreslogs att en 60 m² stor solhybridanläggning skulle uppföras på ett av bostadshusens tak. Ansvaret för anslutningen av denna demonstrationsanläggning till elnät och värmebärarkrets vilar på JM (byggentreprenör till SBC Bostad AB). Under 2003 ledde diskussioner mellan Vattenfall Utveckling AB (VUAB), SBC Bostad och JM till en reviderad överenskommelse avseende demonstrationsanläggningen. Under början av år 2004 levererades, enligt beställning från JM, 30 m² hybridsolfångare (12 moduler) till Hammarby Sjöstad för installation. Hybridmodulerna har tillverkats vid VUAB. Den aktuella hybridsolfångaren utvecklades av VUAB inom ramen för Elforskprogrammet SolEl 00 02 och beskrivs närmare i referenserna [3, 5 & 6]. Utvecklingen av MaReCo-hybriden har även presenterats på några internationella solenergikonferenser [1 & 7]. Den utvecklade s k MaReCo-hybriden består i princip av ett parabolformat reflektortråg och en nyutvecklad hybridabsorbator som löper längs med tråget (se figur 1.1 samt kapitel 3). Till skillnad från en konventionell solfångare eller en ren solcellsmodul erhålls från en hybridsolfångare både el och värme. Detta innebär att det tillgängliga takutrymmet kan utnyttjas bättre. Vidare ger kombinationen av koncentrering och hybridteknik förutsättningar för framtida låga solenergikostnader. Målsättningen med utvecklingen av hybridsolfångarna är att de i ett kommersiellt skede skall kunna installeras till ett pris av 2 000 kr/m² glasad area och årligen ge ett utbyte av 50 kwh/m² el och 200 kwh/m² värme. Prototypmätningar visar att MaReCo-hybriden förväntas öka elutbytet per cellarea med ca 50 % och dessutom leverera 3 gånger så mycket värme per löpmeter absorbator jämfört med en plan solfångare. 1 SBC är ett företag som hjälper bostadsrättsföreningar att förvalta byggnaderna. SBC tillhandahåller en omfattande ekonomisk och teknisk administrativ service. 2 1997 tog regeringen beslut om ekonomiskt stöd (Lokala InvesteringsProgram) inom sektorn för byggande, boende och infrastruktur. Syftet var att åstadkomma positiva mijöeffekter och ökad sysselsättning. LIP-kansliet har bl a anordnat teknikupphandlingstävlingar för att få in offerter på miljövänlig och/eller energibesparande teknik. 1

Figur 1.1: Fotografi av en MaReCo-hybridprototyp som utvärderats vid VUAB i Älvkarleby. För att studera MaReCo-hybridens prestanda i en verklig anläggning skall, i detta projekt, installationen i Hammarby Sjöstad utvärderas. Syftet är att studera anläggningens värme- och elproduktion under ett års drift samt att relatera energiutbytet till mängden instrålad sol. I utvärderingen skall samvariationen av el- och värmeproduktion studeras, däremot ingår ingen detaljanalys av utbytets beroende av t ex temperatur- och ljusintensitetsfördelning över absorbatorflänsen. Energiutvärderingen ska sedan kunna utgöra underlag för att analysera hybridsolfångarens kostnads/utbytesrelation. Installation av en solenergianläggning kräver samordning med flera steg i byggprocessen. I projektet ingår även att studera s k mjuka frågor vad gäller upphandling, uppförande och driftsättning. Vidare skall hybridlösningen presenteras vid 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition i Paris 7-11 juni, 2004. Det aktuella utvärderingsprojektet finansieras inom ramen för det nationella FoUprogrammet SolEl 03 07, som administreras av Elforsk AB. Projektet drivs av VUAB och har en totalbudget på 300 kkr. 1.2 Mål och avgränsningar Projektets mål är att utvärdera den tidigare utvecklade och installerade MaReCohybridens prestanda vad gäller el- och värmeproduktion. Energiutvärderingen görs i första hand på månadsbasis. Ingen detaljanalys av utbytets beroende av olika konstruktionsmässiga detaljer m m ingår i projektet. I projektet skall även mjuka frågor beaktas och hybridsolfångaren skall också presenteras på en internationell PVkonferens. 2

2 Hammarby Sjöstad Tillsammans med Södra Länken är Hammarby Sjöstad Stockholms nu pågående största stadsbyggnadsprojekt [11 & 12]. Ett gammalt hamn- och industriområde skall förvandlas till en modern stadsdel där 30 000 personer kommer att bo och arbeta då den är fullt utbyggd (år 2010). Hammarby Sjöstad byggs som en miljöanpassad stadsdel med bl a en egen kretsloppsmodell och ett lokalt reningsverk. I miljösatsningen ingår även att skapa förutsättningar för en god trafikmiljö. År 1991 presenterade Stockholms stadsbyggnadskontor ett förslag till fördjupad översiktsplan för Hammarby Sjöstad. I Stockholms ansökan om att få anordna OS 2004 stod att Hammarby Sjöstad skulle utgöra OS-byn. Eftersom ett miljöanpassat OS sågs som ett framgångsrecept valde man att satsa på en ekologisk framtoning. OS-ansökan gav Hammarby Sjöstadsprojektet en rejäl skjuts i planeringsarbetet och 1996 var en ny fördjupad översiktsplan klar. 1997 kom dock beskedet att Stockholm inte fick OS (det gick till Aten), men eftersom Hammarby Sjöstadsprojektet då hade kommit så långt i planeringen behölls intentionerna om att bygga en ekologiskt hållbar stadsdel. 1998 antogs den första detaljplanen och 1999 togs det första spadtaget i Hammarby Sjöstad. De första boende flyttade in på Sickla Udde i slutet av 2000. Ett av målen för Hammarby Sjöstadsprojektet är att skapa en miljö- och kretsloppsanpassad stadsdel och dessa ambitioner kommer till uttryck i byggnadernas utformning när det gäller bl a materialval och nya miljötekniska lösningar. Stadsdelen får innerstadskaraktär med en ny och spännande arkitektur. Tillgång till vatten och grönområden höjer, liksom närheten till stadens centrala delar, områdets attraktivitet. För att bistå byggare och förvaltare i bl a Hammarby Sjöstad har det Lokala InvesteringsProgrammets kansli genomfört en teknikupphandling av solvärme. Syftet är bl a att uppnå ett bättre pris/prestanda-förhållande för solvärmesystem och på så sätt motivera satsningar på rationell produktion av solvärmekomponenter. SBC-Bostad deltog i tekniktävlingen med ett förslag på ett mindre hus som är självförsörjande på el och värme. För att åstadkomma detta föreslogs uppförandet av en solhybridanläggning på ett nästan horisontellt bostadshustak. 3

3 Beskrivning av MaReCo-hybriden För att omvandla solinstrålning till elektricitet används solceller. Några nackdelar med dessa är den låga verkningsgraden och den höga kostnaden jämfört med andra elproduktionstekniker. Genom att koncentrera solljuset ökar instrålningen mot absorberande yta och en del dyr solcellsarea kan då ersättas med billigare reflektormaterial. Ett problem med koncentrering är dock att solcellernas temperatur stiger, varvid deras arbetsspänning och verkningsgrad reduceras. Koncentreringen medför också att cellen blir ojämnt belyst även om cellerna sinsemellan belyses lika mycket. Genom att kyla solcellerna (t ex med vatten som cirkulerar genom rör på cellernas baksida) kan deras arbetsförhållande förbättras och mer el utvinnas. Samtidigt kan det uppvärmda kylvattnet utnyttjas för värmeändamål, varvid det levererade värmet kan bidra till att bekosta investeringen för det koncentrerande elementet. Kombinationen av koncentrering och hybridteknik utgör således en intressant lösning som kan skapa förutsättningar för framtida låga solenergikostnader. Vattenfall Utveckling AB har tidigare, på uppdrag av SBC Bostad AB, Statens Energimyndighet (STEM) och Elforsk AB, utvecklat en solhybridprototyp. Denna består i princip av ett parabolformat reflektortråg, en specialdesignad dubbelsidigt belyst hybridabsorbator och ett antireflexbehandlat täckglas. Målet med utvecklingsarbetet har varit att ta fram en hybridsolfångare som ska kunna demonstreras i en mindre prototypanläggning. En prototyp har färdigställts och provats m a p energiutbyte och hållfasthet. Utvecklingen av MaReCo-hybriden beskrivs mer detaljerat i referenserna [3, 5 & 6]. I avsnitten 3.1 och 3.2 beskrivs reflektorn och hybridabsorbatorn närmare. 3.1 MaReCo-reflektor MaReCo-solfångaren är en reflektorsolfångare som utvecklats vid VUAB i Älvkarleby. Namnet MaReCo (Maximum Reflector Collector) syftar på att man genom att ersätta en del dyrt absorbatormaterial med biligare reflektormaterial kan sänka kostnaderna för solenergi. MaReCo:n består i princip av ett parabolformat reflektortråg med en dubbelsidig absorbatorfläns som löper längs med tråget (figur 3.1). Reflektorformen är anpassad efter de solinstrålningsförhållanden som råder i Sverige. Standard-MaReCo:n har ett acceptansområde på 20-65, vilket innebär att den fungerar mellan mars och oktober utan riktningsändring. För att få en bra balans mellan behov och leverans av el och värme bör reflektorn utformas så att värmeproduktionen sommartid undertrycks. Solfångarna i Hammarby Sjöstad skall emellertid anslutas till ett större nät som klarar av att ta emot all levererad värme, varför en sådan utformning ej är nödvändig. Tack vare en relativt liten varm absorbatoryta kan värmeförlusterna hållas låga även utan extra isolering. Jämfört med en konventionell plan solfångare har en MaReCo ett mindre materialinnehåll, vilket innebär att materialkostnaderna kan hållas låga. Detta innebär att den specifika energikostnaden (uttryckt i kr/årlig kwh) kan bli låg trots att 4

MaReCo:n ger ett lägre årsvärmeutbyte jämfört med en konventionell plan solfångare 3. Solfångaren har således möjlighet att utgöra ett kostnadseffektivt alternativ i stora system. Konstruktionen är flexibel och kan användas för såväl uppställning på mark eller plana tak som integrerad i tak eller vägg. Figur 3.1: Principskiss av en standard-mareco avsedd för uppställning på en plan yta. Solfångaren är utsträckt i öst-västlig riktning och har en dubbelsidigt selektiv absorbator. I ett första steg utvecklades en hybridprototyp med en dubbelskalsreflektor. Dubbelskalsstrukturen ger en vridstyv och stabil konstruktion. Reflektorn utfördes som en sandwichkonstruktion med en innerplåt av anodiserad aluminium, en ytterplåt av Aluzink och ett mellanliggande distansmaterial av EPS 4 (fig 3.2). Figur 3.2: Reflektortråg av dubbelskalstyp under tillverkning. Inledande prototypprovningar visade dock att reflektorplåten bucklades då den utsattes för kraftigt solljus. Detta resulterade i en ojämn ljusbild på solcellerna varvid prestanda blev sämre än förväntat. För att minska detta problem utvecklades en enkelskalsreflektor med ett reflektormaterial från SSAB bestående av en aluminiserad plastfolie som laminerats på en aluzinkbelagd stålplåt [8]. I detta fall utgör aluminiumfolien reflektor och stålplåten bärarmaterial. För att den nya konstruktionen ska bli lika stabil som dubbelskals-mareco:n modifierades även gavlar och stöd. 3 MaReCo:n kan ge ett värmeutbyte på ca 80 % jämfört med utbytet från en plan solfångare. 4 Expanderad polystyren. 5

Vid tillverkningen kapades stålplåten i önskade längder varefter den kantbockades samt böjdes över en fixtur till önskad form (fig 3.3a). Reflektorn fixeras med gavlar samt utvändiga spant. Gavlarna består av en platta med urfräst spår i vilken reflektorn infogas (fig 3.7). I figur 3.3b visas några av reflektortrågen under tillverkning. Till höger i figuren syns även en gavel där reflektortrågets form kan anas. Det antireflexbehandlade glaset fästs vid reflektorlådan med silikon. Som stöd vid uppställning på tak används en tidigare utvecklad konstruktion (fig 3.4). a) b) Figur 3.3: a) Schematisk skiss av reflektorformen. b) Några reflektortråg under tillverkning. Figur 3.4: Stöd för uppställning på tak. 3.2 Hybridabsorbator Genom att ersätta den konventionella solvärmeabsorbatorn i MaReCo:n med en hybridabsorbator erhålls ett system som ger både värme och el. Hybridabsorbatorn består i princip av solceller laminerade på framsidan (den mest belysta sidan) av en solvärmeabsorbator. Hybridabsorbatorn har utvecklats av VUAB i samarbete med SAPA (aluminiumprofiler) samt Sun Peak och GPV (solcellslaminering). För att optimera utbytet är utformningen av hybridabsorbatorn viktig och ett antal olika 6

prototyper har provats under utvecklingsarbetets gång. Ett problem är att undvika höga drifttemperaturer, vilka påverkar hållbarhet och energiproduktion negativt. Andra förhållanden som studerats är absorbatorns mekaniska stabilitet samt kontakten mellan kopparrör och aluminiumprofil. Utvecklingsarbetet har lett fram till en hybridabsorbator som i princip består av en specialdesignad aluminiumprofil med kristallina kiselsolceller laminerade på profilens plana sida (fig 3.5). Den relativt tjocka aluminiumprofilen är mekaniskt stabil och utjämnar de kraftiga temperaturgradienter som uppstår vid koncentrering och ojämn belysning. Det cirkulerande kylvattnet leds genom kopparrör placerade i uttagen på aluminiumprofilens baksida. För att erhålla en värmeabsorberande yta på de områden där solcellerna ej täcker aluminiumprofilen svärtas absorbatorytan genom anodisk oxidering. a) b) Figur 3.5: a) Tvärsnitt av hybridabsorbatorns aluminiumprofil. b) Fotografier av en profil med solceller laminerade på den plana sidan och kopparrör på baksidan. (På dessa bilder har absorbatorn ej eloxerats.) I figuren visas även absorbatorstöden. I figur 3.6 visas den absorbator som använts i hybridsolfångarna i Hammarby Sjöstad. Här används endast halvor av absorbatorn (jfr fig 3.5b). I figuren visas också en närbild av en absorbator monterad i ett MaReCo-reflektortråg. I ett tidigare projekt togs IV-kurvor upp för en prototypabsorbator (med 6 celler) [4]. Resultaten visar att reflektorn bidrar till att höja maxeffekten från 11,3 till 17,8 W. Eftersom cellerna inom varje modul är seriekopplade kommer den sämst belysta cellen att begränsa strömmen. 7

a) b) Figur 3.6: a) Fotografi av hybridabsorbatorn som används i MaReCo-hybriderna till Hammarby Sjöstad. Absorbatorn består av en färgad aluminiumprofil, solceller och kopparrör.b) Prototyp av en hybridabsorbator monterad i en MaReCo-reflektor. 3.3 MaReCo-hybrid Tillverkningen av hybriderna avlöpte i stort sett på ett planerat och förväntat sätt. Arbetet innebar huvudsakligen montage av ett flertal legotillverkade delprodukter, som i efterhand delvis fick anpassas för att på ett ändamålsenligt sätt inrymmas i den slutliga produkten. För att möta kraven vid installationen i Hammarby Sjöstad har fastsättningsanordningen anpassats för fastighetens takbalkar och vidare har den elektriska ihopkopplingen av solceller och moduler har anpassats till långa längder för att minska sårbarhet och spänningsfall. I figur 3.7 visas en hybridmodul som är lutad horisontellt för att underlätta monteringen av glaset. Här ses också tydligt det i gaveln urfrästa spåret för reflektorn. 8

Figur 3.7: Hybriden uppställd med horisontell öppning för att underlätta glasmonteringen. I figur 3.8 visas ett fotografi på en färdig hybridsolfångare. Varje modul har en aktiv glasad area av 2,35 m². Till vänster sticker rör och sladd ut för anslutning av hybriden till husets värme- och elsystem. Nedtill syns profilen som används för att fästa solfångaren på taket. Figur 3.8: En färdig MaReCo-hybrid innan leverans. 9

4 Installation Solfångarna tillverkades under hösten/vintern 2003 vid VUAB/Älvkarlebylaboratoriet med hjälp av en lokal entreprenör (Lindbergs Byggservice AB). Den totala glasade ytan uppgår till 30,7 m² och systemet har en toppeffekt på ca 1 kw p,dc. Under våren 2004 levererades de tolv hybridmodulerna till Hammarby Sjöstad för installation. Installation och slutmontage genomfördes genom att solhybriderna lyftes upp på taket med en mobilkran. Modulera placerades på två förzinkade stålbalkar där de skruvades fast. För att få ett stabilt montage förankrades fästbalkarna i takets bärande balkar. Systemet inkopplades mot husets värmesystem under hösten 2004, men driftsattes först under våren 2005. Monteringen av växelriktare och mätutrustning i solcellskretsarna påbörjades i mars 2005. 4.1 Beskrivning av installationen Totalt har 12 st MaReCo-moduler levererats och installerats bakom varandra på det svagt lutande taket. Solfångarna riktas mot söder samt följer takets lutning (fig 4.1). Solfångarna monteras på längsgående balkar, vilka sedan fästs i grövre balkar på taket [3]. Figur 4.1: Skisser över MaReCo-moduler installerade på taket. Bilden visar ursprunglig plan om 60 m². I den faktiska installationen ingår endast de 12 modulerna längst till höger i bilden. 10

På värmesidan ansluts solhybriderna via ett glykolsystem till ackumulatorer för varmvattenberedning (fig 4.2). Solpumpen (P1) startar då temperaturen i solfångaren (vid SOL-GT45) är 5 C högre än inkommande kallvatten (VVB-GT41) och stannar då skillnaden är mindre än 3 C. Pumpen förreglas, som kokskydd för systemet, om temperaturen vid VVB-GT44 är högre än 105 C. Ventilen VVB-SV32 öppnar mot varmvattenberedarna när temperaturen vid VVB-GT43 är 4 C högre än vid VVB-GT44 och stänger när skillnaden är mindre än 2 C. Ventilen SOL-SV31 öppnar mot varmvattenberedarna då temperaturen vid SOL-GT42 är 4 C högre än vid VVB-GT45 5. Figur 4.2: Principskiss från anläggningens driftkort (bilaga A) som visar mätpunkternas placering. På elsidan ansluts solcellerna via växelriktare till fastighetens elnät. För att uppnå lämplig spänningsnivå seriekopplas modulerna i tre parallella enheter, strängar, om vardera fyra moduler (fig 4.3). Då installationen inte levererar så stor elektrisk effekt jämfört med fastighetens behov används en enfasigt ansluten växelriktare (inverter). Växelriktaren är av typ Sunny Boy, SWR 1100 LV från SMA. Den har nominell ACeffekt på 1 000 W vilket matchar installerad solcellseffekt mycket väl. Även MPPTområdet (arbetsområdet inom vilket maximaleffektsföljning mot solcellsgeneratorn fungerar) på 24 60 V, passar installationen bra. 5 Se även driftkortet i bilaga A för vidare kommentarer. 11

Genom placering av växelriktaren i ett vindsutrymme nära solcellsmodulerna (fig 4.7) undviks onödiga likströmsförluster. Eftersom systemet arbetar vid relativt låg spänning men desto högre ström (upp till 30 A) kan annars avsevärda förluster uppstå i långa anslutningskablar. Under takluckan intill växelriktaren är också den kapsling som innehåller givar och signaltransmittrar för DC-mätningarna av ström och spänning placerad. Växelriktaren har alla skyddsfunktioner inbyggda och kopplar automatiskt in produktionen, med korrekt infasning, mot elnätet när så är möjligt. + - + - + - Figur 4.3: Kopplingsbeskrivning för hybrid-mareco-installationen i Hammarby Sjöstad. Överst visas inkopplingen mot växelriktaren och nederst visas cellkonfigurationen inom en modul. 4.2 Bilder från den färdiga installationen Nedan visas några bilder från installationen av solfångarna. Figur 4.4 är tagen från gatan och visar att solfångarna knappt syns nerifrån. I figur 4.5 visas anläggningen uppifrån taket (innan solfångarna anslöts till el- och värmesystemen). I figur 4.6 visas en närbild på en av modulerna. 12

Figur 4.4: Huset på vilket MaReCo-hybriderna är placerade. Figur 4.5: Översiktsbild över hybridanläggningen i Hammarby Sjöstad. Solfångarna är ännu ej anslutna. 13

Figur 4.6: Närbild på en av de levererade MaReCo-hybriderna. Figur 4.7: Vindsutrymmet under takluckan där växelriktaren (den röda enheten) och DC-givare placerats. 14

5 Mätningar Mätprojektet syftade till att utvärdera MaReCo-hybridanläggningens värme- och elproduktion under ett års drift samt att relatera energiutbytet till mängden instrålad sol. I utvärderingen avsågs även samvariationen av el- och värmeproduktion studeras. Ingen detaljanalys av utbytets beroende av t ex temperatur- och ljusintensitetsfördelning över absorbatorn ingick dock. Planen var att mätningarna skulle påbörjas direkt efter installationen och därefter fortsätta under ett års tid (driftsäsongen 2004). Till följd av fördröjningar i installation av hybrider och mätsystem försenades hela projektet och de första mätdata erhölls sent våren 2005. Nedan kommenteras resultat från de mätningar som gjorts t o m juni 2005. 5.1 Resultat från tidigare mätningar Inom det tidigare utvecklingsprojektet utvärderades en prototyp av en Hybrid-MaReCo vid VUAB:s laboratorium i Älvkarleby [3]. Vid utvärderingen användes följande matematiska modell för att bestämma värmeutbytet: dt Q & f = η0b( Θ) Ib + η0d Id k1 T ( mc) e dτ (1) 6 I tabell 5.1 visas de från en MLR 7 -analys erhållna värdena på solfångarparametrarna. Med hjälp av en MINSUN-simulering uppskattades årsvärmeutbytet till 145 kwh/m² (vid T OP = 50 C). Tabell 5.1: För Hybrid-MaReCo:n uppskattade solfångarparametrar. η 0b b 0 η 0d k 1 (mc) e 0,47 0,23 0,33 3,85 10 691 En uppskattning gör gällande att MaReCo-hybriden förväntas öka elutbytet per cellarea med ca 50 %. En Minsunsimulering uppskattar elutbytet till knappt 50 kwh/m²,år 8. 5.2 Använd mätutrustning Värmeproduktionen i solfångaranläggningen bestämdes genom mätning av värmebärarens flöde och dess in- och utgående temperaturer i solfångarfältet. För de första periodernas mätdata erhölls dock ej värden på flödet, vilket pekar på att även inkörning av mätsystemet kräver en del tid. Elproduktionen bestämdes genom mätning av energi från växelriktaren tillförd elnätet. Därtill registrerades även likspänning, U dc, och ström, I dc, direkt från solcellsmodulerna till växelriktaren. Figur 5.1 visar givarnas placering. 6 Beteckningarna förklaras i nomenklaturlistan (bilaga B). 7 Multipel Linjär Regression. 8 Alla energiangivelser avser per m² glasad area om inget annat anges. 15

Figur 5.1: Skiss över givarnas placering i solcellssystemet. Alla mätvärden samlades in från fastighetens styr- och kontrollsystem. I detta system ingår styrning av solfångaranläggningen. Solcellsanläggningen behöver ingen motsvarande styrning eftersom all produktion omedelbart levereras till husets elsystem. Säkerhetsfunktionerna till solcellsanläggningen finns inbyggda i växelriktaren. Mätdata som analyserats baseras på medelvärden och ackumulerade volymer med ungefär tio minuters intervall. Kontrollsystemets utvidgning avsågs av fastighetsägaren att kunna användas även efter projektets avslutande, främst för den dagliga driften men också vid demonstration av systemen då dessa förväntades få en hel del uppmärksamhet. Vid utvärdering av solenergianläggningar är klimatdata också av intresse liksom användningen av tillförd energi. Två solinstrålningsgivare användes, en i solfångarens glasade plan samt en i solfångarens horisontalplan (taket lutar något utför mot yttervägg). Solinstrålningsgivarna är av solcellstyp, se figur 5.2. Vid analysen av mätdata användes data från fler givare som finns i fastighetens kontrollsystem (se avsnitt 5.3 och systemets driftkort i bilaga A). 16

Figur 5.2: De två solinstrålningsgivarna monterade på den främre hybridmodulen. Den korta tid som mätdata influtit har inte räckt till för att göra några årsuppskattningar av energiproduktionen. Flera inkörningsproblem finns kopplade till detta. Exempelvis erfordras injustering av värmeanläggningen och vidare har enstaka mätdata tappats eller varit felprocessade och dessutom har felfunktioner i driften upptäckts o s v. 5.3 Värmeutbyte För utvärderingen av värmeutbytet användes data från mätpunkter enligt tabell 5.2 och figur 4.2. Tabell 5.2: I systemet mätta parametrar på värmesidan. Mätpunktsbeteckning enl. fig 4.2. Benämning Förklaring och kommentarer Mätpunkt Enhet T tapp Tappvattentemperatur VVB-GT12 C T kvin Temp. på inkommande kallvatten VVB-GT41 C T k (tappsida, VVX) Temp. på sekundärsida om värmeväxlaren VVB-GT42 C T v (tappsida, VVX) VVB-GT43 C T tanktopp Temp mätt vid toppen av tanken VVB-GT44 C T tank,nere Temp mätt längre ner i tanken VVB-GT45 C T hög (solsida, VVX) Temperatur på primärsida om värmeväxlaren SOL-GT41 C T låg (solsida, VVX) SOL-GT42 C T su Från solfångaren utgående temperatur SOL-GT43 C T si Temp på returvatten till solfångaren SOL-GT44 C T solf Startgivartemperatur SOL-GT45 C I mrc-plan Total solinstrålning i solfångarglasets plan SOL-GX41 W/m² I 0 Total solinstrålning mot horisontalplanet SOL-GX42 W/m² V solf Ackumulerad volym genom solfångaren. Detta värde VM1 m 3 har sedan omräknats till flöde uttryckt i m 3 /s eller lph. V tvv Ackumulerad avtappad volym. Även denna volym har VM2 m 3 omräknats till flöde. 17

5.3.1 Temperaturer, solinstrålning och flöde I figur 5.3 visas samtliga erhållna data på temperatur och solinstrålning (inga flödesdata erhölls annat än sporadiskt) under tre dygn med relativt klart väder. Utifrån dessa data kan vi konstatera att temperaturnivån i solfångarsystemet är relativt låg (utgångstemperaturen från solfångaren ligger mestadels under 30 C). Dagtid ligger dock solfångartemperaturen >5 C högre än temperaturen på inkommande kallvatten, varför solfångarpumpen bör vara i drift. Inkommande kallvatten håller sig på en konstant låg nivå under dagen, vilket skulle kunna indikera en kontinuerlig avtappning. Fastighetsägaren får därför uppmaningen att se över vattenförbrukning och användning. Vidare bör systemet injusteras för att en god funktion ska erhållas. Även tanktemperaturen ligger på en relativt låg nivå (omblandad tank ty både toppgivaren och givaren längre ner i tanken visar ungefär samma värde), vilket i sin tur tyder på en kort omsättningstid. Vid morgontappningen sjunker den nedre temperaturen rätt fort (< 2 h), vilket kan tyda på ett stort tappflöde (eller underdimensionerade ackumulatortankar). 60 1200 Temp [ C] 50 40 30 20 10 1000 800 600 400 200 Instrålning [W/m²] Tsolf Tsu Thög (solsida,vvx) Tlåg (solsida,vvx) Tsi Ttanktopp Ttank,neree Ttapp Tv (tappsida,vvx) Tk (tappsida,vvx) Tkvin Imrc-plan Io 0 05-04-02 00:00 05-04-02 03:00 05-04-02 06:00 05-04-02 09:00 05-04-02 12:00 05-04-02 15:00 05-04-02 18:00 05-04-02 21:00 0 05-04-03 00:00 18

60 1200 50 1000 Temperaturer [ C] 40 30 20 800 600 400 Instrålning [W/m²] Tsu Tsi Ttanktopp Ttapp Tkvin Imrc-plan 10 200 0 05-05-05 00:00 05-05-05 03:00 05-05-05 06:00 05-05-05 09:00 05-05-05 12:00 05-05-05 15:00 05-05-05 18:00 05-05-05 21:00 0 05-05-06 00:00 60 1200 50 1000 Temperaturer [ C] 40 30 20 800 600 400 Instrålning [W/m²] Tsu Tsi Ttanktopp Ttapp Tkvin Imrc-plan 10 200 0 05-05-28 00:00 05-05-28 03:00 05-05-28 06:00 05-05-28 09:00 05-05-28 12:00 05-05-28 15:00 05-05-28 18:00 05-05-28 21:00 0 05-05-29 00:00 Figur 5.3: Diagram som visar temperaturer och solinstrålning för tre relativt klara dagar. De två nedre diagrammen visar ett urval av data. Från diagrammen kan en god följsamhet mellan solinstrålning och solfångarbeteende noteras. Vad som också kan konstateras är att solfångarens absoluttemperatur ligger på en relativt låg nivå, vilket indikerar ett injusteringsbehov av systemet. 5.3.2 Verkningsgrad Under en period med relativt stabila förhållanden och där även uppgift om ackumulerad volym fanns tillgängligt (fig 5.4) uppskattades värmeverkningsgraden till ca 20 25 %. 19

Detta är något lågt, men måste ses mot bakgrund av att hybriden dels är koncentrerande och dels att absorbatorn inte är optimerad för enbart värmeutbyte. 70 1400 60 1200 50 1000 Temperaturer [ C] 40 30 800 600 Instrålning [W/m²] Tsu Tsi Vsol Imrc-plan 20 400 10 200 0 0 05-05-09 12:00 05-05-09 13:12 05-05-09 14:24 05-05-09 15:36 05-05-09 16:48 05-05-09 18:00 Figur 5.4: Temperatur, flöde och solinstrålning under en kortare period. 5.4 Elutbyte 5.4.1 Problem med solcellerna Vad gäller elutbytet uppstod stora problem. Då mätutrustning och växelriktare skulle kopplas in visade det sig att endast 1/4 av de levererade modulerna fungerade. Med tiden visade det sig att ytterligare någon modul upphörde att fungera. En test på en hybridabsorbator i Älvkarleby visade att funktionen bl a påverkades av mekanisk belastning (vid ett lätt tryck på mitten på en icke fungerande absorbator kunde den fås att fungera ett tag). Detta skulle kunna tyda på sprickbildning eller kontaktproblem. När problemen uppstått (under transport, montage, stagnation i solen då hybriderna ej varit täckta hela tiden innan inkoppling...) är en intressant fråga som bör utredas ytterligare. Värt att notera är att samtliga levererade hybridmoduler funktionstestades med gott resultat innan avleverans från VUAB:s labb i Älvkarleby. För att lösa problemet beslutades att modulerna skulle kopplas om så att åtminstone en fungerande sträng skulle erhållas för utvärdering. Vid besök vid anläggningen demonterades därför fyra moduler. Det gick emellertid inte att från dessa moduler få ihop till en hel fungerande modul, varför inga mätningar kunnat göras vad gäller anläggningens elproduktion. Under inkopplingsarbetet kunde dock växelriktaren kortvarigt bringas att avge uteffekt, varvid man kunde se att systemet i övrigt fungerade. 20

5.4.2 Närmare utredning av problemet För att försöka utröna vad som hänt gjordes ett antal försök på en lös hybridabsorbator. Bl a mättes kontakten inom och mellan olika celler. Resultaten från en av mätningarna antyder att kontaktbanden som går från ovan- till undersidan (seriekopplingen från en cell till nästa) eventuellt kan vara skadat i böjen över kanten, varvid glappkontakt skulle kunna uppstå (fig 5.5). Detta skulle också kunna förklara varför kontakt kan erhållas/tappas vid mekanisk påverkan på absorbatorn, eftersom ändarna då skulle kunna komma i alternativt tappa beröring med varandra. Brottet skulle kunna bero på dels skillnad i längdutvidgningskoefficient mellan de olika materialen (Al: 2,4*10-5 / K, Cu: 1,7*10-5 / K och glas: 0,9*10-5 / K) och dels på att kontaktbanden viks runt solcellens kant. Plasten som ingår i laminatet bör dock dämpa olikheterna i längdutvidgning mellan de olika materialen. Figur 5.5: Grafisk hypotes om vad som kan ha skett. Kontaktbanden är uppbyggt runt koppar, vilket tenderar att göra dem känsliga för upprepade rörelser, som gör materialet sprött. För att studera kontakten mellan två celler frästes ett spår ut i aluminiumabsorbatorn bakom skarven mellan två celler (fig 5.6). Vid kontrollmätning i inspektionsöppningen kunde glappkontakt noteras. a) b) Figur 5.6: Bild på en urfräst hybridabsorbartor för mätning och studie av kontakten mellan två celler. Bilden sett från a) baksidan och b) framsidan. 21

Ytterligare teorier om vad som kan orsaka problem är: spruckna celler glappkontakt till följd av ofullkomliga skarvar och modulanslutningar materialpåverkan till följd av stagnation kortslutning mot underliggande absorbatormaterial. Med syfte att ytterligare försöka klarlägga orsaken till att hybridabsorbatorerna inte fungerar avses att även införliva GPV i undersökningarna. 5.5 Samvariation el och värme Eftersom inget elutbyte erhölls från de i Hammarby installerade hybridmodulerna kan ingen närmare studie av samvariationen i el- och värmeproduktion göras. I figur 5.7 visas emellertid resultat från tidigare prototypmätningar, vilka visar samvariationen mellan el och värme. Vid inkoppling av en elektrisk last sjunker värmeutbytet från den studerade hybriden. Hybridmätning 700 W/m² 690 680 670 660 650 640 630 620 610 600 590 580 570 560 550 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 010815 Pmätt3-Hybrid, 60 W el 11.15-12.20 Pmätt1-Referens solfångare Figur 5.7: Uppmätt termisk uteffekt från en plan hybridsolfångare jämfört med uteffekten från en plan referenssolfångare. 22

6 Kommentarer från projektets genomförande Under projektets gång har ett antal problem uppstått. Ett av de mer besvärande har varit fördröjningar av installationen. 6.1 Kommentarer från tillverkning och installation Den ursprungliga avsikten var att leverera och ställa upp solfångarna på taket efter byggsemestern 2002. Efter diverse fördröjningar reviderades planen i flera omgångar till att solfångarna skulle levereras i mitten av januari 2004 samt anslutas till fastigheternas el- resp. värmesystem under februari. Anläggningen driftsattes på värmesidan först under våren 2005. Nedan följer några kommentarer från installationsprocessen: Solhybriderna är skrymmande och därmed svåra att förpacka och transportera. För att frakta de 12 hybriderna erfordrades en lastbil med släp. Den legotillverkning som använts är en förutsättning för produkten. För att få kortare leveranstider och lägre priser måste emellertid volymerna öka. Slutmonteringen är vidare relativt skrymmande och måste ske hos en tillverkare med tillgång till stora lokaler. Efter installationen noterades att absorbatorn lossnat från hållaren i en av modulerna (fig 6.1), varför hål skars upp i reflektorn så att absorbatorn kunde sättas på plats. Figur 6.1: Absorbatorn lös i högerkant. 23

7 Motiv för utnyttjande av solenergi Planerande och installation av en solanläggning kräver samordning med flera andra steg i byggprocessen. Nedan kommenteras några s k mjuka frågor, vad gäller utnyttjande av solenergi, upphandling, uppförande och driftsättning. I avsnitt 7.1 sammanfattas en mer generell studie rörande utnyttjande av solenergi i Hammarby Sjöstad. I avsnitt 7.2 diskuteras ett antal frågeställningar utifrån kommentarer som inhämtats inom projektet. 7.1 Solel i Hammarby Sjöstad Under hösten/vintern 2000/01 genomfördes inom forskarskolan Program Energisystem en undersökning rörande Solel i bostadshus [2]. En frågeställning var om solel är rätt väg till ett ekologiskt hållbart boende. I arbetet genomfördes intervjuer med såväl professionella aktörer (byggherrar, arkitekter, LIP-kansliet och representanter från Stockholms stad) som blivande boende. Nedan sammanfattas några kommentarer från undersökningen. Den genomförda studien behandlar inte direkt den i det här projektet studerade hybridanläggningen, men kommentarerna kan ändå belysa en del frågeställningar som rör processen med byggnadsintegrering av solceller. Den nya stadsdelen Hammarby Sjöstad byggs på före detta industrimark och avses bli ett spjutspetsområde inom miljöanpassat boende. Vid intervjuerna framkom att det är många faktorer som påverkar hur miljöanpassad stadsdelen i slutändan faktiskt kommer att bli. Ett hinder för miljöanpassningen kan vara att de olika aktörerna har olika mål och olika uppfattningar om hur man skall nå dessa. En tydlighet från kommunens sida vad gäller målformuleringen är således viktig för att nå ett hållbart boende. En långsiktighet i bostadspolitiken och en helhetssyn som innebär att man inte fattar motstridiga beslut efterlyses. Om staten vill satsa på småskaliga, uthålliga lösningar i det svenska energisystemet borde det finnas långsiktiga ekonomiska stöd för installation av solceller. Något som försvårat planerings- och genomförandeprocessen i Hammarby Sjöstad var det politiska maktskiftet 1998. Den nya majoriteten poängterade vikten av stadsmässighet i området och det var inte längre samma politiska intresse för miljöfrågorna. Ytterligare en viktig faktor att beakta är de boendes kunskap om och inställning till miljöfrågan och hur villiga de är att anpassa sitt beteende till att bli mer miljövänligt. Av de tio byggherrarna i Hammarby Sjöstad är det fyra som valt att satsa på solceller. Från början var några fler aktörer intresserade, men dessa valde sedan att avstå. De professionella aktörerna är positiva till solceller, men anser ekonomin vara ett hinder. Installationen av ett solelsystem uppfattas som oekonomiskt och dessutom verkar det finnas en ovilja bland byggföretagen att använda sig av ny och obeprövad teknik. De byggherrar som ändå valt att satsa på solceller anser att det är viktigt att pröva den nya tekniken så att man lär sig inför framtiden. NCC och JM vill profilera sig som miljöanpassade företag och menar att marknadsföringspotentialen har stor betydelse även om det inte är ekonomiskt lönsamt med solceller. JM har, i samarbete med Birka 24

Energi 9, valt att integrera semitransparenta solcellsmoduler i taken på två punkthus på Sickla Udde. Från JM:s och Birka Energis sida är man mån om demonstrationseffekten och solceller utgör ett synligt bevis på att man satsar på miljön. De konsulter som arbetat med integreringen av solcellsteknik i JM:s hus menar att beslutet att använda solceller kom i ett sent skede, då husen redan var skissade. Stadsbyggnadskontoret sa dock nej till de föreslagna, ur elproduktionssynpunkt optimala, lösningarna, bl a för att de inte var snygga och för att de skymde sjöutsikten från fastigheten bakom. Arkitekterna fick då rita om solcellstaken och ge dom en lägre lutning. Det konstateras i rapporten att det är viktigt att man redan på ett tidigt stadium planerar in eventuella solcellsinstallationer i området och byggnaden. På så sätt kan de bästa lösningarna (ur såväl energimässig som arkitektonisk synvinkel) identifieras. Arkitekterna som ritat in solcellssystemen ser det inte som någon svårighet att rita hus med integrerade solceller, förutsatt att instruktionerna är tydliga från början. Den genomförda studien har visat att det är en lång väg kvar för att nå ett miljöanpassat boende, men att byggnadsintegrerade solceller på sikt kan vara en väg dit. Det behövs dock en helhetssyn på miljöanpassningar och energibesparande åtgärder så att satsningarna inte bara blir dyra punktinsatser. För detta krävs att kunskapen om solceller i bygg- och fastighetsbranschen ökar. Här kan erfarenheter hämtas från Hammarby sjöstad, som kan fungera som ett storskaligt demoprojekt. 7.2 Inhämtade kommentarer För att bättre belysa de mjuka frågorna i det aktuella projektet med MaReCohybridinstallationen i Hammarby Sjöstad ställdes ett antal frågor samman och skickades till några av de medverkande aktörerna som SBC, JM och ÅF. Nedan sammanfattas frågorna och de (från JM) inkomna kommentarerna. Vad initierade satsningen på solenergi? Hur kom man på idén att använda solvärme/el i Hammarby Sjöstad? Vilka alternativ tittade man på? Vilka personer/organisationer låg bakom beslutet att använda solenergi? Hur var inställningen bland de som tog beslutet (positiv/negativ/ ifrågasättande/tveksam...)? Vilka frågor (för- och nackdelar) diskuterades och vad var det som slutligen gav underlag till ett positiv beslut? Val av systemtyp I det här fallet valdes en hybridlösning, vilket var huvudsyftet elen eller värmen eller båda? 9 I september 2002 övergick Birka Energi till Fortum. 25

Dimensionering av anläggningen Hur har dimensioneringen av anläggningen gått till? (Uppskattat behov/tillgänglig takyta/ tillgänglig ekonomi...?) Svar: Ekonomiska skäl ledde till att projektet bantades från 24 till 12 solhybridpaneler. Upphandling Hur har upphandlingen gått till? Vem är beställare, leverantör, installatör? (relationen mellan dessa?) Vem äger anläggningen? Svar: SBC beställde arbetet (TE) av JM AB, som i sin tur handlade upp leverantörer och installatörer. De rör-, eloch styrentreprenörer som utförde arbetet med solhybriden var redan tidigare engagerade i huvudprojektet. Anläggningen ägs av bostadsrättsföreningen. Vilka problem har man stött på under upphandlingens gång? Svar: Alltid fattas det nåt! Ingen greppar helheten riktigt bra. Kommentarer från uppförandet Vilka problem har man stött på och hur har dessa lösts? Hur kan/bör man samordna solinstallationen med den övriga byggprocessen? Driftsättning Driftsättningen: Vilka problem stötte man på (läckage/ avluftning/ uppfyllning/överhettning.../elektrisk inkoppling)? Generella kommentarer Vilka mot/medgångar kan rapporteras än så länge? Ge exempel på goda råd som vore värdefulla att föra vidare till andra som planerar liknande projekt. Svar (goda råd): Det krävs en kunnig person, typ projektledaren, som är med hela tiden från start till mål. (Kommer en ny projektledare in efter ett tag kan det vara svårt för denna att kunskapsmässigt hinna ifatt.) 26

8 Kostnader Eftersom reflektormaterialet är avsevärt billigare än solcellerna är tekniken med koncentrerande hybridsolfångare en möjlig väg för att minska kostnaderna för solel. Den långsiktiga målsättningen är att hybriden ska kunna uppföras till en totalkostnad av omkring 2 000 kr/m² enligt nedan. Kostnaden för att tillverka och installera ett MaReCo-tråg uppskattas till ca 1 000 kr/m² glasad area vid tillverkning i stora serier. Kostnaden för hybridabsorbatorn uppgår till ca 4 000 kr/m² absorbator, vilket, vid ett glas/cellareaförhållande på ca 5, ger en absorbatorkostnad för MaReCo-hybriden på ca 800 kr/m² glasad area. Detta innebär att totalkostnaden för MaReCo-hybriden summeras till ca 1 800 kr/m² glasad area. Energiutbytet från en serietillverkad MaReCo-hybrid uppskattas till 200 kwh värme samt 50 kwh el per kvadratmeter glasad yta. Om det antas att solvärmedelen kostar 1 000 kr/m² och soleldelen 800 kr/m² blir investeringen 5 kr/kwh,år för värme och 16 kr/kwh,år för el. Om en annuitet på 0,1 används erhålls då en specifik investeringskostnad på ca 0,50 resp. 1,60 kr/kwh för värme resp. el. Detta är en mycket låg kostnad för solel jämfört med dagens PV-teknik, som ligger på nivån 5 7 kr/kwh. Detta förutsätter dock en industriell tillverkning i relativt stora serier. Anläggningen som uppförts i Hammarby uppvisar en kostnad på ca 4 000 kr/m² glasad area, vilket överstiger målet med en faktor 2. Detta innebär att kostnaden för hybriden är jämförbar med en konventionell PV-modul, med den skillnaden att en fungerande anläggning ger ett högre totalt (värme + el) energiutbyte. 27

9 Konferensdeltagande I projektet ingick även att presentera MaReCo-hybriden på den internationella konferensen 19th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, vilken ägde rum i Paris 7 11 juni. Kommentarer från konferensen finns sammanfattade i en reserapport [10]. Det presenterade bidraget har titeln Evaluation of a MaReCohybrid placed in Hammarby Sjöstad (Sweden) [9]. I bilaga C bifogas abstractet som accepterats som bidrag till konferensen, samt den presenterade postern. Konferensen var välbesökt med nästan 2 000 deltagare, 900 posters och mer än 200 utställare. Utvecklingstrenden verkar ha svängt från ett U-landsfokus till ett tyngre fokus på den globala energiförsörjningspotentialen. VUAB presenterade en poster om MaReCo-hybriden i Hammarby Sjöstad. Generellt kan noteras att hybridsystem väcker större intresse nu än tidigare. Under konferensen genomfördes även en workshop om PV/T-hybrider med ett 30-tal deltagare. En sak som kan noteras var att VUAB:s MaReCo-hybrid var nästintill den enda existerande modulen som hittat ut från laboratorierna. 28