Solenergi i Malmö Martin Norlund martin.norlund@malmo.se Projektledare Malmö Stad Serviceförvaltningen Malmö Sveriges solstad Malmö satsar stort på solenergi Stigande energipriser Lönsamt på lång sikt Satsning inför framtiden Stärka miljöprofilen Marknadsföring Statliga bidrag Stärka solbranschen i regionen
Tekniska museet Utsedd till Sveriges solcellsanläggning 2006 335 kvm på taket 180 kvm fasadintegrerat Entreprenadsumma inkl bidrag Effekt Energipris 1 050 000 kr 67 kw ca 1,2 kr/kwh Solceller, KårhusetK 180 m 2 solceller, 25 kw. Solceller bl.a. som solavskärmning
Augustenborg Hybridanläggning producerar både el och värme Mellanhedsskolan Hedersomnämnande för Årets anläggning. 250 m 2 solceller som solavskärmning Installation vanliga solskydd: 1 500 kr/m 2 Installation solceller som solskydd: 11 000 kr/m 2 Med bidrag: 3 300 kr/m 2 Extra investering för solceller 1 800 kr/m 2 Elproduktion Elpris 100 kwh/m 2 och år under 1 kr/kwh
Sege Park Sveriges största solcellsanläggning Solceller på ställning 1 250 kvm 166 kw Solar City Malmö Anordna seminarium Guidade turer Marknadsföra och sprida info om projekten och Malmö Utbilda konsulter och beställare om solenergi Samarbeta med högskolan Samarbete med Köpenhamn Lobba för fortsatta stöd till solenergi Göra solenergi attraktiv genom punktinsatser Stärka solbranschen
Byggnadsintegrerade solceller nationellt och internationellt Mats Andersson Energibanken i Jättendal AB Internationellt Installerat i nätanslutna anläggningar under 2006 (IEA PVPS) 1. Tyskland - 950 MW t 2. Japan - 285 MW t 3. USA - 108 MW t 4. Spanien - 51 MW t 5. Korea - 21 MW t 6. Italien - 12 MW t 7. Frankrike - 9 MW t
BIPV IEA SHC Task 16 Photovoltaics in Buildings 1990 1995 defined the subject of BIPV addressed the issues interacted with the architects created an international network IEA SHC Task 16 results
IEA PVPS Task 7 Photovoltaic power systems in the built environment 1997 2001 addressed technical and non-technical subjects dealt with barriers provided solutions extended the international network emphasis on information and education Yearly production of solar cells MW p 2 000 1 800 1 600 1 400 1 200 1 000 800 600 400 200 0 1985 1990 1995 2000 2005
2004-2008 Task 10: Urban-Scale PV Applications IEA Work Leading to Task 10 BIPV in IEA Perspective IEA SHC Task 16 What is BIPV? IEA PVPS Task 7 How can we do BIPV? IEA PVPS Task 10 Let s do BIPV! Stefan Nowak, IEA-PVPS Chairman, Feb 3, 2004, Vienna, AUT
PV-UP-SCALE IEA-PVPS-TASK 10 Spain (ES) Germany (DE) The United Kingdom (GB) The Netherlands (NL) Austria (AT) France (FR) Australia (AU) Canada (CN) Switzerland (CH) Denmark (DK) Italy (IT) Japan (JP) Korea (KR) Malaysia (MY) Norway (NO) Portugal (PT) Sweden (SE) The United States (US) Task 10-Workplan SUBTASK 1: SUBTASK 2: ECONOMICS AND INSTITUTIONAL FACTORS PLANNING, DESIGN AND DEVELOPMENT SUBTASK 3: SUBTASK 4: TECHNICAL FACTORS TARGETED INFORMATION DEVELOPMENT AND DISSEMINATION
bipvtool.com Task 10 - Urban Scale PV Applications www.iea-pvps-task10.org www.pvupscale.org
Japan Totalt installerad effekt: 1,6 GW t (2006, distribuerat nätanslutet enligt IEA PVPS) Under 2006 installerad effekt: 285 MW t Trends of Residential PV System Dissemination Program Installation number of residential PV systems 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 539 1,065 1,986 5,654 6,352 15,879 Cumulative application Number: 223,932 Cases (828.1 MW) 350 38,262 25,151 174 MW 20,877 141 MW 91 MW (61,407) (233 MW) 46,760 250 1994 95 96 97 98 99 2000 01 02 03 04 Fiscal Year Installation capacity of PV systems under Residential PV System Dissemination Program Source: New Energy Foundation (NEF) 300 200 150 100 50 0 (Application number) Annual installed capacity (MW)
Average Price of Residential PV Systems Average price of PV system (Yen/W) 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 3,500 1,920 Subsidy: 50% of cost 1,510 1,090 1,060 1,070 4.8 Euro/W 0 1 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Year Subsidy of FY 2005: 20 Yen/W Source: New Energy Foundation (NEF), arranged by RTS Corporation 100 Yen = 5,80 SEK (nov 2007) 940 860 Subsidy: 120 Yen/W 770 100 Yen/W 90 Yen/W 45 Yen/W 710 680 670 Example of Residential PV System RTS Corporation Tokyu Home Corporation Millcreek-AP RTS Corporation Sekisui Chemical Co., Ltd. Domani II RTS Corporation Misawa Homes Ceramics Co., Ltd. HYBRID- Z RTS Corporation Sanyo Homes Co., Ltd. HX Decent
Example of Residential PV module & system SANYO Electric, HIT PV module RTS Corporation RTS Corporation KYOCERA Corporation, SAMURAI PV system RTS Corporation RTS Corporation Kaneka Corporation, Roof-Tile Integrated a-si PV module Sharp Corporation, PV module for Hipped Roofs, Roof-Tile Integrated PV modules PV Housing Estates Cosmo Town Kiyomino (Saitama Prefecture) 240 kw (79 houses) RTS Corporation RTS Corporation RTS Corporation RTS Corporation
Tyskland Totalt installerad effekt: 2,8 GW t (2006, nätanslutet enligt IEA PVPS) Under 2006 installerad effekt: 950 MW t Inmatningslag: 38-54 Eurocent per kwh
Bostadsområde i Freiburg i södra Tyskland 40 MW byggs i Saxen, Tyskland (start feb-07, byggtid tre år)
Frankrike Totalt installerad effekt: 22 MW t (2006, distribuerat nätanslutet enligt IEA PVPS) Under 2006 installerad effekt: 9 MW t Inmatningslag: 30-55 Eurocent per kwh
Spanien Totalt installerad effekt: 100 MW t (2006, nätanslutet enligt IEA PVPS) Under 2006 installerad effekt: 51 MW t Inmatningslag: 41-44 Eurocent per kwh Huvudsakligen kraftverk Stöd till solceller på byggnader med offentlig verksamhet (Off-ROT) - Offentliga byggnader - 70 % av totala kostnaden - 150 miljoner kr - 15 maj 2005 31 december 2008 - Maximalt 5 miljoner per taxeringsenhet Totalt installerat tom november 2007: Cirka 1,1 MWt
Nätanslutna system på byggnader i Sverige Ackumulerad toppeffekt för nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige Totalt cirka 1,5 MW t > 50 anläggningar Från databasen www.elforsk.se/solenergi Boverkets statistik (status 31 oktober 2007)
Boverkets statistik (status 31 oktober 2007) Boverkets statistik (status 31 oktober 2007) 94 104
Malmö Totalt installerat: Cirka 300 kwt Tekniska Museet 69 kwt
Kårhuset 25 kwt Mellanhedsskolan 31 kwt
Sege Park 165 kwt Stockholm Totalt installerat: Cirka 210 kwt
KTH 3 kwt Skolor och dagis i Älvsjö 33 kwt (två skolor och åtta dagis)
Hovet 51 kwt Hovet 51 kwt
Åkeshovshallen 53 kwt Stadsteatern / Kulturhuset 32 kwt
Tre Vapen, Gärdet 25 kwt Göteborg Totalt installerat: Cirka 170 kwt
MedicHus Bjurslätt 5 kwt MedicHus Bjurslätt 5 kwt
MedicHus Solängen 28 kwt MedicHus Åkerhus 40 kwt
Ullevi 86 kwt Ullevi 86 kwt
Övrigt Totalt installerat: Cirka 400 kwt Fjärås vårdcentral 64 kwt
Alléskolan i Hallsberg 32 kwt Fläckebo i Sala 25 kwt
Vandrarhem på Utklippan Vandrarhem på Utklippan Effekt: 4 kw Batterilager: 468 Ah/C10, 48 V ( 22 kwh )
Vill du veta mer? Energibanken i Jättendal AB Kontakta Mats Andersson: 0652 134 24 mats@energibanken.se Projekteringshjälpmedel www.solcell.nu Databas för svenska nätanslutna solcellsanläggningar www.elforsk.se/solenergi
solcell.nu
inspirationsresa TEMA LÅGENERGIHUS OCH SOLCELLER Danmark 11-12 och 26-27 september deltagare arkitekter konsulter byggherrar fastighetsförvaltare entreprenörer journalist leverantör Solceller i tak ger fin skuggverkan på Arkitektskolen i Köpenhamn
solceller integrerats i balkongfronter, takglas och fasad applicerats på fasad samt använts som solavskärmning Solceller som solavskärmning på Köpenhamns Energi
Solceller för gatubelysning i Köpenhamn Solcells-moduler runt trapphus Solceller applicerade på fasad Gasverksvej, Köpenhamn
Håltagning i solcell ger spännande skuggverkan PhotoSolar visade Powershades, en integrerad solcell som fungerar som fönster, solavskärmning och elproducent
Lågenergilösningar och solcellsfasad på Kvarterhuset i Kolding lågenergihus Solstyrda fönsterluckor, FIH Bank, Köpenhamn
Passiv solvärme med sydvända fasader i Bramdrupdam Lågenergianpassat radhusområde i Kolding
Fiberline Composites fabrik tillverkar byggnadsdelar med unika egenskaper av plastkomposit Från enkät: Kommer du ha nytta av resan i ditt yrkesutövande? totalt antal svar: 57 st
Bengt Stridh ABB, Corporate Research SolEl 03-07 seminarium 2007-11-22 Solenergi på villan hur fungerar det? ABB AB, Corporate Research - 1 11/29/2007 Villa Gäddeholm Bara sol, vind och bioenergi Energitillförsel 2,5 m 2 solceller Rakt mot söder 27 taklutning 300 W topp 10 m 2 solfångare 750 l ackumulatortank Tappvarmvatten Golvvärme Passiv solenergi Mest fönster mot söder, få mot norr Vattenmantlad braskamin Batteribaserad reservström El från O2 vindkraftverk i Sveg Elpatron 6 kw i ackumulatortanken Värmning tilluft Från 2008-01-01 ABB AB, Corporate Research - 2 Energiåtervinning FTX-ventilation Energibesparing Mekanisk värmeväxlare på frånluften 30 cm isolering under grunden 45 cm lösull i taket 24 cm isolering i väggarna Treglasfönster, U-värde 1.2 W/m 2 K Köpt energi ~83 kwh/m 2 första året, inklusive hushållsel (blygsam vedeldning).
Installation solceller Solceller 3 moduler i serie 5 1 24 V DC Överspänningsskydd (1), ej krav DC lastfrånskiljning (2) SS436 40 00; 712.536.2 Växelriktare (3) 4 ABB AB, Corporate Research - 3 Soladin 600 (Mastervolt), ger 230 V AC Max 700 W DC Ödrift ej tillåten AC frånskiljning (4) SS436 40 00; 712.536.2 Stickpropp på Soladin 600 Elmätare (5), ej krav Till elcentralen All solel förbrukas internt huset Huset förbrukar > 380 W en solig dag Cirkulationspump solfångare 75-165 W FTX ventilation 140 W (Golvvärmepump 40 W) Frys 31 W Kyl 19 W Diverse > 25 W 3 2 Solelproduktion första året Optimalt 240 kwh AC (ABB, Corporate Research, Västerås) Uppmätt 187 kwh AC 78% av optimalt Skugga morgon och kväll Huvuddelen av förlusten Ej optimal vinkel (= 41 ) 2-3 % i förlust Produktion solel (kwh) Solceller Gäddeholm, start 10 november 2006 250 200 150 100 50 Gäddeholm ABB/10 0 2006-11-01 2006-12-31 2007-03-02 2007-05-01 2007-07-01 2007-08-30 2007-10-30 ABB AB, Corporate Research - 4 Försäljning av solel skulle vara förlust även för betydligt större anläggning Inmatningsabonnemang 4500 kr/år hos Vattenfall Nätanslutningsutredning pågår Datum
Driftutlägg första året Produktion (kwh) Solceller 187 (el) Solfångare 4630 (värme) Braskamin 1000 (värme) Elpatron ca 8000 (värme) FTX ca 7000 ventilation (värme) Värmning tilluft ca 200 (värme) Drifttimmar Förbrukning Driftutlägg Driftutlägg (kr/kwh) Eget arbete (h)? Elmätare <1,8 W (ej nödvändig) ca 10 kwh el 0,05 0 Växelriktare stand-by <0,05 W 856 Cirkulationspump snitt 115 W 140 kwh el 0,03 0 Styrenhet 2 W Datalogger 2 W (ej nödvändig) ca 100 Cirkulationspump 83 W 8 kwh el + 0,32 ca 15 sotning 309 kr + ved ("gratis")? 6 kw ca 8000 kwh el 1,00 0 8760 140 W för fläktar. Två filterbyten.? Värmning av tilluft i FTX-aggregatet 0,9 kw 1 225 kwh el + 0,44 ca 1 filter 1862 kr ca 200 kwh el 1,00 0 ABB AB, Corporate Research - 5 2007-02-01 Energiproduktion per år och m 2 ABB AB, Corporate Research - 6 Energiproduktion (kwh/m 2 och år) 400 350 300 250 200 150 100 50 0 400 Värme Solfångare liten 100 El Solceller liten anläggning Solfångare (50 C) och solceller i Mälardalen Vindkraft Lillgrund i Öresund (0,33 TWh/år) Vattenkraft Laforsen i Ljusnan (0,33 TWh/år) Etanol från vete 58% konsumeras vid produktionen 400 km 2 tak och fasader med >70% av max solinstrålning i Sverige 70 El Vattenkraft Laforsen 57 El Vindkraft Lillgrund 1-2 1,5 1 Etanol från vete Sverige Skogstillväxt Sverige
ABB AB, Corporate Research - 7
Tekniska museet Inverkan av höga h drifttemperaturer 393 kvm på taket 124 kvm fasadintegrerat Fasad Modul: Tillverkare: Effekt: Typ: Yta: Antal moduler: Total yta: Vinkel: Rader: Azimut: Toppeffekt: Växelriktare: Tekniska museet STP260S Suntech 260 W Mono-kristallin 1,94 kvm 64 st 124 kvm 90 grader 8 st 42 grader sydost 16,64 kw 2 st Solarstocc Inverter PS6000 1 st Solarstocc Inverter PS4000
Temperatur är definierad vid termodynamisk jämnvikt! Den uppstår när solen slocknat! IR-Temperaturmätare
Termografering Beröringsfri temperaturmätning
50 45 40 35 Yttemperatur [ C] 30 25 20 15 07-10-19 11:52 07-10-19 11:59 07-10-19 12:05 07-10-19 12:10 5 6 7 8 10 Temperatur luft 10 C 5 0 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 Position från underkant [m] T=40º isolerad, T=20º oisolerad
45 40 35 T_spalt T_yta T_air Solarex 1000 900 800 30 700 T [ C] 25 20 15 Givare monterad 600 500 400 300 Instrålning [W/m 2 ] 10 200 5 100 0 07-10-19 08:00 07-10-19 09:00 07-10-19 10:00 07-10-19 11:00 07-10-19 12:00 07-10-19 13:00 07-10-19 14:00 07-10-19 15:00 07-10-19 16:00 07-10-19 17:00 0 07-10-19 18:00 35 30 T_air T_yta T_spalt Solarex 900 800 700 25 600 T [ C] 20 15 500 400 I [W/m2] 10 300 200 5 100 0 0 07-10-31 08:00 07-10-31 09:00 07-10-31 10:00 07-10-31 11:00 07-10-31 12:00 07-10-31 13:00 07-10-31 14:00
Mätning av värmeövergångstal h: T=α*I/h
12.0 10.0 8.0 h c [W/m 2 K] 6.0 4.0 h c = 2 T 0.25 2.0 0.0 0 5 10 15 20 25 T (T yta -T air )
Temperatur hos Skuggad Modul Dålig Cell!
8 Ström genom flera seriekopplade solcellspaneler [A] 7 6 5 4 3 2 1 Förväntade spänningar för arbetspunkter Peak Power vid 1000 W/m 2 Ineffektiv panel Grannpanel i serie Punkt för peak power 0 0 5 10 15 20 25 30 U en panel [V] Växelriktare Bottnar! 7000 900 "522700" Solarex 800 6000 700 Effekt från växelriktare [W] 5000 4000 3000 2000 600 500 400 300 Instrålning [W/m 2 ] 200 1000 100 0 2007-10-12 08:00 2007-10-12 09:00 2007-10-12 10:00 2007-10-12 11:00 2007-10-12 12:00 2007-10-12 13:00 2007-10-12 14:00 2007-10-12 15:00 2007-10-12 16:00 0 2007-10-12 17:00
Årseffekt av bottning! 2% 100 90 80 70 Begränsning 68 W P ut solcell W/m 2 60 50 40 30 20 Serie1 10 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Timmar Inverkan av drifttemperatur Årsverkningsgrad Nominellt Nominellt+vinkelberoende Omgivningstemperatur +vinkelberoende Drift temperatur+vinkelberoende 1.11 1.01 1.075 1.0
H-meny Geometry
External - PV shade screen
Utveckling av Byggnadsintegrerade Solenergisystem för Energieffektiva hus Henrik Davidsson Bengt Perers Björn Karlsson Energi och ByggnadsDesign LTH Solfönstret
Solgården Simulerat årsutbyte av el Normerat årsutbyte 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Simulerade årsutbyten 0,09 0,30 0,46 0,30 0,17 0,43 0,50 0,50 Solfönster PV-modul 20 lutning på vägg PV-modul 20 lutning på tak Direkt på abs. Via ref. diffust direkt på abs. Diffust via ref.
TRNSYS-simulering 8000 6000 kwh/år 4000 2000 0 Utvecklad Referens Ref+Solsystem