Eksperter i team våren 2010

Transkript

1 Eksperter i team våren 2010 STRØMSTYRING OG PRODUKSJON I PRIVATE HJEM Camilla Aabakken Heidi Jhansen Heggelund Aleksander Rise Gallala Marius Fuglerud Martin Amundsen Smarte nett

2 Frrd Denne rapprten er skrevet ved Nrges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet i frbindelse med faget Eksperter i Team våren Den er et resultat av et tverrfaglig samarbeid m en prsjektppgave innenfr smarte nett. Rapprten tar fr seg hvrdan strømfrbruket i nrske hjem kan ptimaliseres i nær framtid. Frfattere: Camilla Aabakken Linje: Energi g miljø Hvedprfil: Energibruk g energiplanlegging Heidi Jhansen Heggelund Linje: Infrmatikk Hvedprfil: Systemarbeid g menneske-maskin-interaksjn Aleksander Rise Gallala Linje: Materialteknlgi Hvedprfil: Materialutvikling g bruk. Skriver diplmppgave m slceller. Marius Fuglerud Linje: Industriell øknmi g teknlgiledelse Teknisk frdypning: Energi g miljø Hvedprfil: Investering, finans g øknmistyring Martin Amundsen Linje: Energi g miljø Hvedprfil: Elektrisk energiteknikk

3 Sammendrag Denne rapprten mhandler smarte pakkers ptensial m 5-10 år. Smarte pakker er her definert sm utstyr sm effektiviserer strømfrbruket. Relasjnen til landsbytemaet Smarte Nett er at de smarte pakkene vil bidra til et smartere strømfrbruk i hushldninger g dermed jevne ut frbruket. Pakkene letter håndteringen av teknlgiske nyvinninger sm slceller, vindmøller g pluggbare hybridbiler. I rapprten undersøkes hvilket utstyr sm kan inkluderes i smarte pakker, g hvilke kundegrupper sm er aktuelle kjøpere. Det er gså utviklet et brukergrensesnitt til enheten sm styrer det elektriske anlegget. Det er mange utfrdringer knyttet til betydelig smartere hjem; IT-delen sm skal mtta g behandle infrmasjn fra kundene, vil representere et av Nrges største IT-prsjekter nensinne. Vind- g slcelleteknlgi er frtsatt dyr, g må bli vesentlig billigere før den er lønnsm fr privatkunder i Nrge. Implementeringen er gså et mfattende prsjekt. Høyere kraftpriser g økt fkus på miljø vil bedre markedet fr smarte pakker. Rapprten belyser muligheter g utfrdringer relatert til smarte pakker. Dette øker bevisstheten rundt smarte pakker, g kan bidra til utbredelse av miljøvennlig teknlgi. De smarte pakkene kan redusere strømfrbruket g utgiftene g øke kmfrten i hjemmet. De kan gså tilrettelegge fr lettere håndtering av vindkraft i str skala.

4 Innhldsfrtegnelse 1. Intrduksjn Smarte Nett Prblemstilling g mål Smarte pakker Frutsetninger Periden Endret prisstruktur Avanserte måle- g styringssystemer Kraftmarkedet etter implementering av tveiskmmunikasjn Priskmpnenter Eksisterende teknlgi Lys- g varmestyring Sentrale styringssystemer Interaksjn med styringsenheten Pluggbar Hybridbil Slenergi Knvertering til termisk energi Knvertering til elektrisk energi Vindmølle Kundeatferd g -preferanser Elprisfølsmhet Kraftpriser Interesse fr å redusere energiutgifter Kmmunikasjn g vervåkning Oppsummering av kundenes preferanser Sammensetning av løsninger til smarte pakker Kmpnenter sm kan integreres til en smart pakke Lønnsmhet fr privat småkraft... 23

5 5.2.1 Skystream Slcelleannlegg Slceller g vindmøller sm del av et smart hjem Segmentering av markedet Sammensetning av løsninger fr kundegruppene Brukergrensesnitt Bakgrunn Beskrivelse Implementering g arbeid videre Resultat g videre arbeid Resultat Implementering Videre arbeid Referanseliste

6 1. INTRODUKSJON 1.1 SMARTE NETT Smarte nett er en fellesbetegnelse på løsninger fr å bruke strøm på en smartere måte. Et eksempel på en slik løsning er autmatisk måling g styring av strømfrbruket, slik at du får en reell versikt ver hvr mye strøm du bruker, når du bruker den, g hvr mye den kster. Dermed kan man bruke strømmen når den er billigst, velge strøm fra frnybare kilder, g generelt effektivisere frbruket ditt. Smarte nett handler gså m å utnytte kapasiteten i nettet så gdt sm mulig. Prduksjn g transprt av energi bør skje på en så ptimal måte sm mulig. Et prblemmråde man fte ser på i den frbindelse, er å kunne planlegge prduksjn, g endre frbruksmønster i samfunnet slik at frbrukstpper reduseres. Slik kan man begrense utbyggingen av strømnettet, ne sm vil spare både penger g miljøet. 1.2 PROBLEMSTILLING OG MÅL Smarte nett er et strt g uklart tema sm har blitt ppulært i media g fagmiljøer innen elkraft. Frskjellen mellm et vanlig nett g et smart nett kan vanskelig defineres. Hvr smart må et nett være fr å kalles smart? Begrepet kan tlkes sm et synnym fr fremtidens nett, sm vil være smartere enn nettene i dag. Disse smarte nettene frutsetter at bygninger g hjem blir smartere, g av den grunn har gruppen valgt å fkusere på smarte hjem. Følgende prblemstilling fr prsjektppgaven er valgt: Hvrdan kmpnere g implementere smarte pakker hs nrske privatkunder i periden ? Eksisterende teknlgi g mulig tilrettelegging av fremtidige teknlgiske løsninger skal kartlegges. I tillegg skal praktiske g øknmiske preferanser hs knsumentene belyses. I rapprten er det lagt størst vekt på ulik teknlgi g innhldet i smarte pakkeløsninger, g mindre vekt på hvrdan disse pakkene kan implementeres i nrske hjem. Det er gså lagt vekt på lønnsmheten av å benytte seg av ulik lkal kraftprduksjn i tilknytning til hjemmet, g i tillegg utfrming av et styrepanel. 1.3 SMARTE PAKKER I denne ppgaven skal smart pakke frstås sm en sammensetning av elektriske kmpnenter g sensrer, sm gjør det mulig å samle inn g nyttegjøre infrmasjn m strømfrbruket i et privat hjem. Sammen med prisinfrmasjn fra kraftprdusenten kan man ut ifra dette regulere lasten i 1

7 husstanden, uten at kmfrten minskes nevneverdig. Sammensetningen av en smart pakke vil variere fr ulike typer hushldninger. 1.4 FORUTSETNINGER Fr å besvare den valgte prblemstillingen er det nødvendig å freta visse frutsetninger. Fr det første frutsetter gruppen at smarte målere er implementert i begynnelsen av den valgte tidsperiden. Gruppen finner dette sannsynlig siden teknlgien er tilgjengelig i dag, g plitiske rdninger vil gjøre dette bligatrisk. Videre frutsettes relativt smartere prduksjn g distribusjn, sm et resultat av plitiske retningslinjer. 2. PERIODEN ENDRET PRISSTRUKTUR Strømnettet i Nrge blir mer g mer knyttet til strømnettet i Sentral-Eurpa. Dermed vil prisstrukturen i Nrge bli mer knsistent med den vi finner på kntinentet. Det blir tatt hensyn til dette i videre vurderinger der kraftprisen spiller inn. Knsekvensene av nye energikilder i kraftprduksjnen må gså tas hensyn til. I årene fremver vil frnybare energikilder gi et større bidrag. I 2008 km hele 43 % av Eurpas nye installerte kapasitet fra vindkraft, g med en prduksjn på ver 100 TWh er denne kraftkilden i ferd med å bli en av de stre energikildene i Eurpa (Finden et al., 2010). Kraftprduksjnen fra vind er varierende g uregulerbar, ne sm vil bidra til ytterligere variasjn i kraftprisene. Utviklingen av slik kraftprduksjn tar tid, g det vil være litt begrenset hvr mye den kmmer til å prege kraftprisene fem til ti år fremver. 2.2 AVANSERTE MÅLE- OG STYRINGSSYSTEMER Et viktig steg fr å tilrettelegge fr et smartere frbruk i hjemmet, er at knvensjnelle strømmålere blir erstattet med avanserte måle- g styringssystemer (AMS). Disse kjennetegnes først g fremst ved fjernavlesning, hvilket innebærer at sluttbrukeren ikke invlveres i avlesningen av strømfrbruket slik praksisen er i dag. AMS er allerede i drift hs nrske knsumenter med et årlig energifrbruk sm er verstiger kwh, da autmatisk måleravlesning fr disse er påkrevd av Nrges vassdrags- g energidirektrat (NVE). NVE utarbeider nå en plattfrm fr de resterende sluttbrukerne, men de endelige avgjørelsene vil ikke tas før EU kmmer med et nytt direktiv sm mfatter AMS. Det har vært flere 2

8 frsinkelser i denne prsessen, men NVE frhlder seg til at EU skal sluttføre dette arbeidet i løpet av første halvår Det er ventet at NVE vil ferdigstille arbeidet med et endelig direktiv før utgangen av I følge NVE er internasjnale standarder viktig fr å ivareta knkurranse mellm leverandører av utstyr g IT-løsninger tilknyttet AMS (Venjum g Grammeltvedt, 2009). NVE har imidlertid gitt retningslinjer fr sannsynlige minstekrav ved fullskala innføring av AMS. Her inngår timemåling av frbruket, håndtering av leverandørskifte samt mulighet fr å følge eget frbruk. Sistnevnte kan ppfylles ved å mntere et display på selve måleren, men mye tyder på at dette blir en tilleggstjeneste sm frbrukeren må betale ekstra fr (Livik, 2010). Alternativet er at måleren kbles til internett eller via andre frmer fr trådløs kmmunikasjn fr å ppnå dette. Frbrukerrådet med flere tar til rde fr at display bør bli bligatrisk (Kaldestad, 2009). Dette begrunnes med at energisparing vil synliggjøres, g at denne bevisstliggjøringen av frbruket vil bidra til en reduksjn i energifrbruket. Et display på måleren vil derfr være frdelaktig fr kunder sm ikke ønsker øvrige tilleggstjenester, sm fr eksempel en sentral styreenhet. AMS gir mulighet fr tveiskmmunikasjn, ne sm vil si at kunden til enhver tid kan få infrmasjn m strømprisen via måleren. På dette mrådet skiller AMS seg vesentlig ifra knvensjnelle strømmålere, ved at teknlgien åpner fr å frmidle prissignaler sm reflekterer den løpende kraftsituasjnen g knsekvensene av disse til frbrukeren. Entr (2010) hevder at energippfølging erfaringsmessig vil kunne gi pptil ti prsent reduksjn i energifrbruket uten ytterligere tilleggsinvesteringer. Ved utskiftelsen av de gamle målerne finnes det derfr en unik mulighet til å effektivisere det nye systemet, siden brukerne gså får infrmasjn m strømprisen. Den freløpige fristen fr at AMS skal være i drift i Nrge er satt til 1. januar 2016, med frbehld m nye frsinkelser fra EU g en estimert implementeringstid på fem år (Venjum g Grammeltvedt, 2009). En frdel med å vente på det endelige vedtaket fra EU, er at Nrge kan høste erfaringer fra andre land i Eurpa, hvr AMS allerede har vært i bruk nen år. Sverige er eksempelvis allerede i ferd med å erstatte førstegenerasjns AMS, g nettselskapene kan derfr spare stre investeringskstnader i påvente av en felles internasjnal standard. Målerteknlgi fr å håndtere salg av lkal kraftprduksjn eksisterer allerede i utlandet (Livik, 2010), g dette vil derfr kunne inkluderes hs kunder med dette behvet. Utkbling av nettkunder ved feil i strømnettet, samt reduksjn i spenningskvaliteten vil kunne registreres via tveiskmmunikasjn. Dette er spesielt relevant i Nrge, sm har strenge særkrav når det gjelder spenningskvalitet g pålitelighet (Olje- g energidepartementet, 2007). 3

9 Dersm måling av frbruket på timebasis vil inngå i det endelige vedtaket, vil dette kunne vise seg å være utilstrekkelig når en større andel av vindkraft g annen uregulerbar kraftprduksjn innfases i kraftmarkedet. I dette tilfellet vil en registreringsfrekvens på eksempelvis 15 minutter være ønskelig fr å ppnå et mer realistisk bilde av effektmarkedet. I NVE sin tilleggshøring angående AMS, kmmer det frem at Energi Nrge gså støtter denne hldningen (Venjum g Grammeltvedt, 2009). Freløpige anslag tilsier en øknmisk levetid fr førstegenerasjns AMS på 15 til 20 år (Graabak, 2008), altså i periden Dersm målesystemene bare vil kunne håndtere timemåling, vil systemets prgramvare trenge utskiftelser før den øknmiske levetiden er ppnådd. Raskere registreringsfrekvens vil nemlig være nødvendig fr å gi et realistisk bilde av kraftprisen i frhld til frventet innslag av vindkraft på kraftmarkedet. Freløpige anslag fr investeringskstnaden ved å bytte ut de aktuelle strømmålerne i Nrge er estimert til å bli mellm 4 g 5 milliarder krner. Dette er kstnader sm til slutt tilfaller frbrukerne i frm av økt nettleie, etter bestemmelser fra NVE (Bjørgum, g Branæs, 2007). Privatfrbrukere kan gså kreve å få installert AMS i dag, men nettselskapene har rett til å fakturere sluttbrukeren inntil 2500 NOK fr å gjennmføre dette ifølge avregningsfrskriften (Mlberg, 2010). Den kntinuerlige avlesningen av strømfrbruket vil resultere i en mer rettferdig pris fr knsumenten, ved at det faktiske frbruket stipuleres i krtere intervaller. Dette resulterer i et mer realistisk bilde av frbruksmønsteret enn hva dagens praksis gir. I tillegg brtfaller fakturaavgiften tilknyttet manuell avlesning (Bjørgum, g Branæs, 2007). Kraftleverandører g nettselskaper vil gså ppnå en mer rettferdig innbetaling ved at knsumentene mister muligheten til å melde inn et lavere frbruk i eksempelvis dyre kuldeperider. 2.3 KRAFTMARKEDET ETTER IMPLEMENTERING AV TOVEISKOMMUNIKASJON Figur 1 viser rllene til de ulike partene i dagens kraftmarked. Nettselskapet verfører strømmen fra prdusent til frbruker. Kraftsalget fregår gjennm en kraftleverandør, sm kjøper kraften fra prdusenter g på det åpne markedet. I dette kapittelet vil de fremtidige rllene til de ulike partene i kraftmarkedet studeres. I henhld til frutsetningene antas det at tveiskmmunikasjn er implementert. 4

10 Figur 1, Kraftmarkedet i 2010 (Drman, 2010) Gruppen ser fr seg at nettselskapene har hvedansvaret fr installasjn, drift g finansiering av tveiskmmunikasjn, ne sm vil være en videreføring av dagens rdning. Nettselskaper med planer m fullskala utbygging av tveiskmmunikasjn frventer gjennmsnittlige investeringskstnader på 2160 kr per målepunkt. I tillegg frventes drifts- g vedlikehldskstnader på 177 kr per målepunkt per år (Sæle, 2006). Utbygging av tveiskmmunikasjn har flere psitive sider fr nettselskapene. Kundenes prisfølsmhet økes, ne sm bidrar til redusert tpplast, redusert nettap g redusert behv fr nettutbygging. Med andre rd kan verføringsnettet bli utnyttet bedre. I tillegg kan bedre versikt ver nett g belastning redusere antall utkblinger (Olje- g energidepartementet, 2003). Når nettselskapene finansierer innføringen av tveiskmmunikasjn, vil kundene finansiere løsningen indirekte gjennm økte nettariffer. Den nye teknlgien vil føre til bedre avregning g at kundene slipper å lese av måleren manuelt. Dette systemet gjør det mulig å tilpasse kraftfrbruket til varierende priser, g dermed kan strømutgiftene reduseres (Olje- g energidepartementet, 2003). Autmatisk måleravlesning er per i dag innført hs 10% av husstandene i Nrge. Over halvparten (57 %) av strømkundene er kjent med at det skal installeres nye målere, men bare 33 % vil betale ekstra fr dette (Livgard, 2009). Den begrensede betalingsviljen hs kundene taler fr indirekte finansiering av tveiskmmunikasjn gjennm økte nettariffer, i mtsetning til direkte finansiering. 5

11 Antagelig vil kraftleverandører kjøpe tjenester fra nettselskapene, fr eksempel måleverdier g styring av last, g på den måten bidra til finansiering av tveiskmmunikasjn. Dette bidrar til at det blir enklere å planlegge innkjøp av kraft. Bedre versikt ver kraftfrbruket til kundene gjør det gså mulig å sende ut strømregninger ftere, ne sm kan gi en psitiv likviditetseffekt fr disse fretakene. I tillegg muliggjør tveiskmmunikasjn kjøp av effektreserver fra frbruker, ne sm vil belyses i neste kapittel (Olje- g energidepartementet, 2003). Alt tyder på at myndighetene kmmer til å pålegge full utbygging av tveiskmmunikasjn. Dette vil skje sm et resultat av tilsvarende pålegg i EU g samfunnsøknmiske gevinster. Gruppen ser fr seg at staten vil gi et tilskudd til nettselskapene, i en slik størrelsesrden at de minst dekker de samfunnsøknmiske nytteverdiene. Nrge har satt seg sm mål å redusere utslippene av klimagasser med 30 % innen 2020, g er avhengige av de miljømessige gevinstene utbygging av tveiskmmunikasjn vil muliggjøre. Innføring av tveiskmmunikasjn g dertil tilpasset prisstruktur vil bedre frsyningssikkerheten g redusere behvet fr utbygging av verføringsnett. I tillegg vil behvet fr kraftprduksjn g tørrårssikring kunne reduseres. I en rasjneringssituasjn vil det være mulig å freta selektiv rasjnering (Olje- g energidepartementet, 2003). 2.4 PRISKOMPONENTER Gruppen ser fr seg en prisstruktur tilsvarende den Grande et. al. (2009) frespeiler etter tester av tveiskmmunikasjn. Nettariffen vil kunne bestå av tre deler, fr å mtivere fr belastingsreduksjn i tpplastperider. Den kan deles pp i et fastledd, et tapsledd g et dynamisk energiledd sm kun er aktivt i knapphetsperider. Typiske knapphetsperider er timer på mrgenen g kvelden på vinteren. Da vil den ekstra kstnaden på energileddet fr eksempel være 4 kr/kwh. Videre vil kraftleverandørene sannsynligvis tilby tre ulike prdukter: Sptpris på timebasis, fastpris med rabatt fr belastningsreduksjn når sptpris er høy g en kmbinasjn av sptpris g fastpris. Kundene har spart pptil 10 % på å regulere frbruket i disse testprsjektene. I Kapittel 4 vil sammenhengen mellm pris, etterspørsel g frbruk belyses nærmere. 3. EKSISTERENDE TEKNOLOGI Hensikten med dette kapittelet er å gi en versikt ver tilgjengelig teknlgi, sm kan anvendes i smarte pakker. Her inngår energieffektiviserende kmpnenter til bruk i blig, lkal energiprduksjn g pluggbare hybridbiler. Et styringssystem vil stå fr samhandlingen mellm sluttbruker, AMS, lkal kraftprduksjn g elektriske apparater i bligen. Styringssystemet kan anses sm hjernen i en smart blig. Evaluering av lkal kraftprduksjn er viktig av flere grunner. Lkal kraftprduksjn gjør sluttbrukere mindre avhengige av strømnettet, i tillegg til at belastningen på 6

12 nettet reduseres. Denne kraftprduksjnen er vurdert innenfr utnyttelse av vind- g slenergi, da disse er miljøvennlige g fremtidsrettet. Pluggbare hybridbiler er en relativt ny teknlgi, sm er frventet å gjøre inntg på nrske veier i verskuelig fremtid. Det skal undersøkes hvrdan batteriet i slike biler kan benyttes sm reservekapasitet fr en husstand. 3.1 LYS- OG VARMESTYRING Energieffektivisering i hjemmet er avhengig av mindre kmpnenter, sm fretar målinger av tilstanden i bygget g tilrettelegger fr å tilpasse energibruken etter dette. Disse kmpnentene bør kunne frhåndsprgrammeres fr å ppfylle brukerens krav, g slike teknlgier har eksistert på markedet en stund. Det neste steget er at de gså skal kunne kmmunisere med en sentral styringsenhet fr å ptimere driften. Det vil her tas utgangspunkt i markedsaktøren Elk 1, sm er en ledende leverandør av elektrmateriell. Elk har kmpnenter i sin prtefølje sm kan integreres i en smart pakke. Antall små enheter vil variere ut fra størrelsen på bligen sm skal energieffektiviseres. Det er derfr vesentlig at investeringskstnad g innsparingstid er rimelig fr at ptensielle frbrukere skal velge å installere slike løsninger. Det eksisterer mye teknlgi innen energieffektivisering på markedet i dag, g dette kapittelet tar fr seg de viktigste av dem. Lysstyring i hjemmet er et effektivt tiltak fr å spare kstnader i en hushldning, ved at energifrbruket reduseres samtidig sm levetiden på lyspærer frlenges. Ved å benytte både ftceller g dimmere, kan en redusere energibehvet per belysningspunkt med pptil 20 % (Enk- Elk, 2010a). Styring av lys har gså str innvirkning på trivsel g kmfrt (Bjørnset g Hansen, 2006). Elk leverer flere løsninger fr lysstyring, sm både kan pereres sentralt fra styringssystemet Living System, g via selvstendige brytere g sensrer sm er plassert rundt i bligen. Kmpnentene kan benytte frhåndsprgrammerte brukerprfiler, sm fr eksempel autmatisk slukking av lys m kvelden, eller når man frlater hjemmet. Det kan fr eksempel tenkes at man simulerer tilstedeværelse ved bruk av lysstyring når en reiser brt på ferie, g at dette kan tilpasses etter behv. Elk leverer gså tilleggsløsninger sm betjening av utelys g frhåndsinnstilte lysstier. Disse aktiveres via sensrer, eksempelvis fra svermmet til badet m natten. De teknlgiske mulighetene er mange, men kstnadene vil gså øke i takt med kmpleksiteten av sammensetningen. 1 Infrmasjn sm ikke er tilgjengelig fra bedriftens internettside ( eller prduktkatalg, er innhentet ved samtale med Geir Gdheim i Elk. 7

13 Varme- g ventilasjnsstyring er et annet tiltak fr å redusere energibruk g -kstnader, g viktigheten av varmestyring kmmer spesielt til syne i kalde gegrafiske mråder sm Nrge. Hushldninger med varmestyring kan redusere energibehvet til ppvarming med inntil 20 % (Enk- Elk, 2010b), g i dag er det mulig å søke Enva m støtte til slike løsninger. Styring av varme er mest effektivt i gdt islerte bygninger, både med tanke på øknmi g innvirkning på miljøet. Elk leverer teknlgiske løsninger sm kan håndtere flere ppgaver enn en vanlig termstat, eksempelvis demping av varme m natten fr så å varme pp aktuelle rm på et gitt tidspunk før man står pp. På denne måten reduseres energifrbruket samtidig sm kmfrten ivaretas. Disse løsningene kan gså knyttes pp mt Elk Living System fr å ptimere reguleringen. 3.2 SENTRALE STYRINGSSYSTEMER Energieffektiviserende teknlgi fr bruk i hjemmet har eksistert på markedet lenge, men det har freløpig ikke vært nen revlusjn i bruken av disse. Innkjøpspris g mangel på brukervennlighet kan være sentrale årsaker til dette (Livik, 2010). De siste årene har det imidlertid blitt mulig å kble ulike teknlgier sammen i en sentral styringsenhet, g en helhetlig løsning fr energieffektivisering vil virke mer lettvint g følgelig gså mer attraktivt fr mange frbrukere. En sentral styringsenhet fungerer ved at den kmmuniserer med elektriske kmpnenter via sendere, sm er tilkblet fr eksempel lyssensrer eller termstater. Dette bidrar til å danne et versiktlig helhetsbilde ver bligens energifrbruk, g løsningen er dermed lettere å styre fr sluttbrukeren. Sentrale styringssystemer vil bli mer aktuelt etter at AMS er implementert i nrske hjem, frdi sparingsptensialet fr frbrukeren øker når styringssystemet kan realisere mulighetene sm AMS gir. Elk har nødvendig teknlgi fr å inkludere AMS i Living System, men bruken er ikke utbredt i dag, da AMS ikke er implementert på privat basis. Brukervennligheten blir ivaretatt ved berøringsskjerm sm grensesnitt fr styringsenheten, g samlet bidrar dette til å gjøre systemet aktuelt fr flere brukere enn tidligere. Sentrale styringssystemer bør være tilgjengelige fr justeringer gså utenfr hjemmet, eksempelvis via en internettside eller ved bruk av mbiltelefn. Flere av mdellene sm allerede finnes på markedet kan håndtere dette. På denne måten unngår man at huset er kaldt hvis man kmmer hjem tidligere fra jbben enn planlagt. Dersm de frhåndsinnstilte brukerprfilene ikke fungerer slik de pprinnelig var tiltenkt, vil dette ppleves sm en reduksjn i kmfrt hs frbrukeren. Det er derfr viktig fra frbrukerens ståsted å kunne gjøre endringer, selv m man ikke er fysisk tilstede i bligen. Man kan på denne måten gså få mulighet til å betjene funksjnene i fritidsbliger dersm man har et tilsvarende system installert her, ne sm kan være svært nyttig fr hytteeiere. 8

14 Det finnes i tillegg muligheter fr å benytte tveiskmmunikasjn til å integrere bligens alarm, brannvarsler, telefnitjenester g bredbånd i styringsenheten (Olje- g energidepartementet, 2003). Samlet bidrar dette til å utvide bruksmrådene fr slike sentraler, g det sikrer en mer helhetlig løsning sm gir brukeren flere muligheter enn bare energistyring av hjemmet. Dette medfører igjen at den ptensielle kundegruppen fr slike styringsenheter øker, ved at bruksmrådene dekker et større mfang. Teknlgien har blitt billigere ver tid, g Elk ppgir en realistisk pris på høyst krner fra grssist til knsument fr selve styringsenheten. Man kan gså bestille en startpakke direkte fra Elk, g på den måten unngå et ekstra ledd i kstnadskjeden. Pakken inkluderer styringsenheten, fem dimmere- g brytere fr lysstyring, samt t releer. Denne har altså det mest grunnleggende, i tillegg til prgramvare tilpasset den enkelte frbruker. Prisen er 8625 krner, g inkluderer gså installasjn av systemet (Gdheim, 2010). Prisene ansees sm mderate i frhld til tilbakebetalingstid, frdi det i Nrge er strt spareptensial tilknyttet regulering av varme i en blig. Prisene frventes gså å synke etter hvert sm AMS er implementert g markedet fr slike systemer øker. Ptensialet g begrensningene tilknyttet sentrale styringsenheter sm eksisterer på markedet i dag er kartlagt i figur 2. Denne versikten tar utgangspunkt i Elk Living System. Styrker: - Bevisstliggjør brukeren m energifrbruket - Gir brukeren øknmiske incentiver fr sparing - Muliggjør samhandling mellm energibesparende enkeltkmpnenter - Kan fjernstyres via internett g SMS - Kan implementere tilleggstjenester, f.eks. alarm - Bidrar til en psitiv miljøeffekt Svakheter: - Str investeringskstnad fr nen - Installasjn sm krever kyndig persnell - Fr avansert fr mange kunder - Kan kreve mange tilleggsinvesteringer avhengig av kundens spesifikasjner - Freløpig ikke beregnet fr privat kraftprduksjn SWOT Muligheter: Trusler: - Større ptensial g bruksmråder etter innføring av AMS - Knkurrenter i markedet - Å nå ptensielle brukere - Bevisstheten hs beflkningen Figur 2, SWOT-analyse av Elk Living System 9

15 Oversikten indikerer mange frdeler med et slikt system, men gså utfrdringer med tanke på håndtering av prisinfrmasjn g inkludering av lkal kraftprduksjn. I kapittel 5.5 er det utviklet en prttype fr brukergrensesnittet, sm viser hvrdan dette kan inkluderes. 3.3 INTERAKSJON MED STYRINGSENHETEN Øvrige teknlgier sm er aktuelle fr energieffektivisering er eksempelvis tilknytningspunkter til stikkntakter, sm gjør at elektriske apparater kan kmmunisere med AMS eller en styringsenhet. Dette muliggjør et energifrbruk sm autmatisk tilpasser seg prisen på elektrisitet der det finnes ptensial fr besparelser. Disse apparatene må kunne kmmunisere med styringsenheten fr å kunne styres autmatisk. Tørketrmmelen kan fr eksempel kjøres i lavprisperider m natten, g varmtvannsberederen kan slås av i spesifiserte tidsrm. Slike kmpnenter er tilgjengelige på markedet i dag, men de er ikke integrert i de strømkrevende enhetene. Det er imidlertid dyrt å etterinstallere mange slike tilknytningspunkter, g visuelt sett vil gså integrerte sparemduler virke mer tiltalende fr frbrukeren. Det er viktig å ikke bare se på teknlgiske muligheter, men gså tenke på frbrukeren sine preferanser når en skal innføre ny teknlgi. General Electric har derfr gjennmført prsjekter relatert til smarte nett i USA, der slike sparemduler er implementert gjennm testingen (LaMnica, 2009). Disse har samme funksjn sm vernevnte tilkblingspunkter, men sparemdulene er imidlertid integrert i hvitevarer g andre elektriske kmpnenter sm kan kmmunisere med smarte målere. GE sine piltprsjekter kan indikere at slike enheter er på vei inn på markedet, g at de vil bli mer vanlig når smarte målere er implementert i str skala. 3.4 PLUGGBAR HYBRIDBIL En hybridbil er en bil sm veksler mellm frbrenningsmtr g elektrisk mtr (Fuhs, 2008). Bruken av elektrisk kraft framfr brensel fører til at bilene er regnet sm miljøvennlige g framtidsrettet, ettersm det fører til en reduksjn av CO2-utslipp, i tillegg til en reduksjn av bruken av ljereservene. En vanlig hybridbil lader batteriet mens den kjører ved fr eksempel å samle pp energien sm ellers går tapt ved bremsing, mens en pluggbar hybridbil lades fra strømnettet i tillegg til mens den kjører. Det at en pluggbar hybridbil lades fra strømnettet, gjør at den kan være relevant i frbindelse med smarte hjem. Her må man se på hvilke muligheter g utfrdringer man har når det gjelder pluggbare biler, både i frhld til lading av batteriet, g bruk av energien fra batteriet til nettet. Dersm en str bilpark ver hele landet skal lades samtidig, ligger det sannsynligvis nen utfrdringer knyttet til kapasiteten på nettet. I dag kan elbileiere nyte gdt av avgiftskutt g andre 10

16 frdeler sm gratis parkering g kjøring i kllektivfelt. Det er ikke utenkelig at dette gså vil bli gjeldene fr hybridbiler, ettersm de gså er et tilskudd på stammen av miljørettet arbeid. Pluggbare hybridbiler er i dag på vei ut på markedet, g flere mdeller testkjøres. Vlv planlegger blant annet å lansere en mdell i 2012 (Vattenfall, 2009). Denne har et batteri på 11,3 kwh, men bare 8 kwh av disse er i bruk fr å ppretthlde levetiden g kvaliteten på batteriet. Det vil si at man med en slik bil har en reservekapasitet på 8 kwh sm kan brukes under en pris- eller frbrukstpp. Batterienes størrelse begrenser seg selv, ettersm vekten på batteriene vil bli fr str så lenge teknlgien ikke utvikles ytterligere. Reservekapasiteten frutsetter imidlertid at det tilrettelegges fr at bilene gså kan levere energi fra batteriet til distribusjnsnettet, uten fr stre energitap. Pluggbare hybridbiler har nen utfrdringer i frhld til ladetid. Man står mellm hurtiglading, eller lading ver lengre tid (Btsfrd & Szczepanek, 2009). Hurtiglading utføres på ladestasjner ver krte tidsrm, mens lading ver lengre tid utføres fte i tilknytning til hjemmet i løpet av 6-8 timer, gjerne ver natten. Ved hurtiglading trengs det større effekt enn ved langtidslading. Dette kan frklares med at den samme mengden energi skal verføres til batteriet uavhengig av ladetiden. Når ladetiden blir krt må effekten bli høyere, g ved lang ladetid kreves mindre effekt. Langtidslading kan utføres på tidspunkt der frbruket g prisen er lavest, fr eksempel m natten, slik at denne typen lading vil være mye rimeligere enn lading i løpet av en frbrukstpp. Det kan likevel være behv fr å lade bilen i løpet av arbeidsdagen, spesielt fr firmabiler, taxier etc. Selv m frbrenningsmtren kan benyttes er det ikke ønskelig i tettbebygde strøk på grunn av frurensende utslipp. Et prblem med hurtiglading er at det kan føre til fr str belastning på nettet dersm fr mange lader samtidig. Det mest gunstige fr hver enkelt huseier vil nk være å ha bilens ladepunkt direkte tilknyttet hjemmet, ne sm gså gir muligheten til å bruke batteriets reservekapasitet ved behv. Man kan tenke seg at et enkelt hus får en egen krets med høy spenning sm tillater både uttak g inntak av strøm, sm en bil kan være kblet pp mt. Dersm disse prblemene løses, vil man ha et ca. 8 kwh strt energilager i umiddelbar tilknytting til hver enkelt husstand, avhengig av batteriets kapasitet. Man kan tenke seg en rekke frdeler knyttet til dette når man ser på det i str skala, spesielt med tanke på reduksjn av ekstreme frbrukstpper. Lading ver natten vil gså kunne være med på å utjevne frskjellen på frbruket m natten i frhld til m dagen, ne sm kan være en bedre utnyttelse av kapasiteten på linjene. Ved å utnytte kapasiteten til batteriet på distribusjnsnettet, kan man lade i løpet av natten (Grid-t-vehicle), mens man m dagen når det er frbrukstpper kan gi strøm tilbake til nettet (vehicle-t-grid). Slik vil frbruket i løpet av en dag vil jevne seg ut. En ppsummering av styrker g svakheter ved lading g bruk av energien fra batteriet er vist i figur 3. 11

17 Styrker: -Strt batteri sm kan utnyttes i hjemmet - Miljøvennlig teknlgi Svakheter: -Størrelse på batteriet er i dag begrenset pga. høy vekt. -Manglende infrastuktur fr hurtiglading -Hvrdan verføre energi til husstandens nett SWOT Muligheter: -Kan utjevne frbrukskurven i strskala drift -Kan fungere sm et "nødaggregat" Trusler: - Alternative transprtmidler - Tilgang til strøm når man ikke er hjemme, g hvrdan denne skal betales - Overbelastning av strømnettet dersm mange hurtiglader samtidig Figur 3, SWOT-analyse av pluggbar hybridbil i frhld til smarte hjem 3.5 SOLENERGI Slen er sammen med energi fra jrdens indre de kildene sm fører til at jrden er varm g at planeten vår er levelig. Hver dag passerer enrme mengder med strålingsenergi fra sl jrdens atmsfære g treffer jrdverflaten. I de senere år har man innsett at slens energi kan utnyttes ved å bruke dens termiske energi g dens evne til å eksitere elektrner. Sllys er en miljøvennlig energikilde, g er dermed ettertraktet i tider med strt miljøfkus. I kraft av dette, er teknlgi sm baserer seg på å utnytte slens energi relevant å vurdere sm kmpnent i fremtidens smarte pakker. Den innfallende energien fra slen utenfr atmsfæren er rundt 1300 W/m 2 (Stre nrske leksikn, 2010). Tap i atmsfæren sørger fr at energifluksen på jrdverflaten er mtrent 1000 W/m 2 når slen står i senit en klar dag. En vanlig betegnelse på slfangende kmpnenters evne til å mfrme det innfallende sllyset til anvendelig energi, er effektivitet. Effektiviteten er definert sm frhldet mellm effekten til det innfallende sllyset g effekten sm apparatet mfrmer til anvendelig energi. Det er t prinsipielt frskjellige måter å utnytte slenergi på, nemlig utnyttelse av slstrålenes termiske energi g utnyttelse av slstrålenes ftelektriske effekt. Disse t er referert til i teksten sm slfangere g slceller. 12

18 3.5.1 KONVERTERING TIL TERMISK ENERGI Slfangere benytter sllys til å varme pp vann, sm ellers ville blitt varmet pp ved bruk av elektrisitet i en varmtvannsbereder. Dette er en relativt ung teknlgi g dermed ventes det at den har strt utviklingsptensial. Denne metden har en str frdel i frhld til slceller ved at den har høyere effektivitet på mtrent % (Nrdby, 2009), mt slcellenes < 20 %. Dette gjør at man ved å bruke et relativt beskjedent areal kan få dekket det meste av varmtvannsbehvet. Ulempen er at energien kmmer i frm av varmt vann, g ikke elektrisitet. Således er ikke teknlgien direkte kmpatibel med strømkrevende installasjner i hjemmet, men kan sm mange andre løsninger effektivisere energibruken. I Nrge, hvr det deler av året er få sltimer, må man installere et system sm tillater bruk av både elektrisk ppvarmet vann g vann varmet av slfanger fr at man skal være sikret tilgang på varmt vann. Dette antas å kreve mfattende installasjner, med tilhørende høye kstnader. Nrdby (2009) tar fr seg et scenari hvr slcelle- g slfangeranlegg kmbineres. Det rapprteres at et kmbinert anlegg vil kunne dekke betydelige deler av energibehvet fr nrske hjem. Dette ved bruk av et 1kWp slcelleanlegg (definert nedenfr) g et 25 m 2 strt slfangeranlegg. I tabellen under er det fretatt en SWOT-analyse av slfangere. Styrker: - Høy effektivitet gir mye effekt ved beskjedent arealbruk - Miljøvennlig Svakheter: - Energien kmmer i frm av varmt vann g ikke strøm. - I perider med lite sl vil man trenge det elektriske anlegget fr å varme pp vann. SWOT Muligheter: - Ung teknlgi, kan ptensielt bli bedre - Mulighet fr subsidier Trusler: - Lite sl Figur 4, SWOT-analyse av slfangere KONVERTERING TIL ELEKTRISK ENERGI Slceller brukes ved å la innfallende sllys prdusere en ladningsfrskjell ver slcellens tykkelse. Ladningsfrskjellen sm ppstår i slcellen, når den ekspneres fr sllys, kan brukes til å utføre et elektrisk arbeid. Det er i dag såkalt multikrystallinske slceller sm dminerer markedet, med en 13

19 markedsandel på ver 50 %. De utmerker seg med høyt effektivitet/kstnad frhld (Hitshi et. al 2009), g har en effektivitet på rundt 15 %. Nrge har relativt lite innfallende slenergi grunnet landets nrdlige plassering. Dette gjenspeiles i hvr mye strøm slceller i Nrge kan prdusere, sm er vesentlig lavere enn i land nærmere ekvatr. Tabell 1 viser en versikt ver strømprduksjnen fra en 1,0 kwp multikrystallinsk slcelle frskjellige steder i Nrge. Enheten kwp benyttes fr å angi et slcelleanleggs evne til å prdusere energi. Et 1kWp anlegg vil kunne levere en effekt på 1kW under ideelle slfrhld. Årlig prd [kwh] Min. prd [kwh] Maks. prd [kwh] Kristiansand 813 Desember: 11 Mai: 120 Trndheim 802 Desember: 8 Mai: 118 Vadsø 734 Des, jan: 0 April: 119 Tabell 1: Strøm prdusert fra et 1kW slcellepanel frskjellige steder i Nrge. (Nrdby, K. 2009) Tabellen viser at årlig prduksjn fra et slikt system er relativt liten. Dette tilsvarer mtrent 5 % av det årlige frbruket i en blig sm frbruker kwh i løpet av ett år. Slceller har lang levetid g effektiviteten vil ikke reduseres nevneverdig på 20 år. De er stillegående g eventuelle verskudd av strøm vil kunne verføres til nettet. I kapittel 5.2 er det fretatt beregninger på lønnsmheten ved investering i et 1kWp slcelleanlegg, sm knkluderer med at det skal litt til før det blir lønnsmt å investere i slcelleanlegg. Styrker: - Miljøvennlig energi - Lang levetid - Lite vedlikehld - Overskudd kan selges til nettet. - Diskrete i landskapet g støyfrie Svakheter: -Dyrt per i dag - Levert energi vil alltid være ppad begrenset av antall sltimer på lkasjnen - Energikrevende prduksjn SWOT Muligheter: - Økt fkus på kilmaendringer, kan bety subsidier ved kjøp g installasjn av slceller. - Frskning kan gi stre frbedringer i pris g kvalitet Trusler: - Andre energikilder frblir billigere - Teknlgiske fremskritt uteblir Figur 5, SWOT-analyse fr slcellepanel 14

20 3.6 VINDMØLLE Vind har lenge vært utnyttet sm energikilde, både til havs g på land. Vikingene seilte fra Nrge til Amerika, mens kineserne allerede fr 4000 år siden brukte vindmøller til å pumpe vann. På tallet km vindmøllene til Eurpa, g spesielt i Danmark g Nederland ble vinden benyttet til å male krn g sage tømmer (EnergiLink, 2010). Siden er det utviklet større g mer effektive vindmøller sm generer elektrisk kraft. På verdensbasis har små vindmøller tilknyttet hus blitt ppulære de senere årene. Med betegnelsen små vindmøller menes alle vindmøller med en merkeeffekt på mindre enn 100 kw. Merkeeffekt er den effekten prdusenten ppgir at vindmøllen prduserer ved en gitt vindhastighet. The Eurpean Wind Energy Assciatin (EWEA) har delt inn småskala vindmøller i fire kategrier sm gitt i tabell 2. Grensen på 100 kw er satt frdi dette er den maksimale effekten mange land tillater å kble rett på det lavspente distribusjnsnettet. Merkeeffekt Rtrdiameter Rtrareal Underkategri P merke < 1 kw d < 2,5 m A < 4,9 m 2 Picvind 1 kw < P merke < 7 kw d < 7,1 m A < 40 m 2 Mikrvind 7 kw < P merke < 50 kw d < 16 m A < 200 m 2 Minivind 50 kw < P merke < 100 kw d < 19,5 m A < 300 m 2 - Tabell 2: Inndeling av små vindmøller (EWEA, 2009) Småskala vindmøller kan deles inn i de sm er kblet til 230 V distribusjnsnett g de sm ikke er det. Vindmøllene sm ikke er kblet til distribusjnsnettet kan blant annet frsyne hus eller hytter sm ligger langt fra allfarvei. Dette er gjerne vindmøller i kategrien picvind. Vindmøller sm er kblet til distribusjnsnettet er i kategrien mikrvind g ppver. De minste vindmøllene (< 1 kw) prduserer fr lite til at det lønner seg å kble til nettet. Skal vindmøllen kbles til distribusjnsnettet må spenningen fra generatren knverteres til 230 V vekselspenning. De vindmøllene sm prduserer mindre enn 1 kw er selvsagt de med minst rtr g dermed minst synlige. Det finnes mange prdusenter av små vindmøller g i tabell 3 sammenlignes t vindmøller fra prdusenten Suthwest Windpwer. Tabellen viser at fr å utnytte kapasiteten til vindmøllen fullt ut, må det blåse frhldsvis mye. Prdusenten anbefaler minimum gjennmsnittlig vindhastighet på 4 m/s fr å installere Air Breeze g 4,5 m/s fr Skystream3.7. Felles fr de fleste små vindmøllene er at det trengs frhldsvis sterk vind før de prduserer mye energi (EWEA, 2009). Air Breeze kan kbles til et 12 Vlt eller 24 Vlt-anlegg, mens Skystream leverer 240 Vlt vekselspenning ved 50 Hz g kan dermed kbles inn på det eksisterende anlegget i huset. 15

21 Skystream3.7 (Suthwest Windpwer, 2010a) Air Breeze (Suthwest Windpwer 2, 2010b) Merkeeffekt 2,4 kw ved 13 m/s 0,16 kw ved 12,5 m/s Rtrdiameter 3,72 m 1,17 m Oppstartsvind 3,5 m/s 2,68 m/s Månedlig energiuttak Tabell 1: Sammenligning av vindmøllene Skystream 3.7 g Air Breeze. I tabell 4 er årlig gjennmsnittlig vindhastighet sm Meterlgisk institutt (2010) ppgir fr tre utvalgte byer i Nrge. Sted Vindhastighet [m/s] Kristiansand, Kjevik 3,6 Trndheim, Vll 2,7 Vadsø 5,5 Tabell 2: Vindhastighet i byer i Nrge Det er mindre enn anbefalt gjennmsnittlig vindhastighet på t av de utvalgte stedene. Selv m byene har lav gjennmsnittlig vindhastighet, kan det være stre lkale variasjner sm ikke fanges pp av Meterlgisk institutts målestasjner. Støynivået fra små vindmøller er ubetydelig g ikke høyere enn vanlige lyder utendørs, fr eksempel trafikk, rasling i trær g busker, fugler g hunder sm bjeffer. I 30 meters avstand fra små vindmøller er støyen db, ne sm er mindre enn i et vanlig kntrlandskap (AWEA, 2010). På stille dager med vindhastigheter mindre enn 2-3 m/s vil vindmøllen stå i r, g lager dermed heller ikke ne støy. Danmark, Strbritannia g USA er blant landene sm satser på småskala vindprduksjn. I Strbritannia er det et mål m at små vindmøller skal prdusere 1200 MW innen 2020 (EWEA, 2009). Selv m det generelt blåser mer i disse landene enn i Nrge, er det ikke ne i veien fr å installere små vindmøller i Nrge. I figur 7 er det fretatt en SWOT-analyse av små vindmøller. Den største frdelen med vindmøller er at de prduserer ren g miljøvennlig kraft. I tillegg kan strømregningen reduseres ved at man prduserer sin egen kraft. Med en gjennmsnittlig vindhastighet på 5,5 m/s vil Skystream3.7 prdusere 4800 kwh/år, ne sm er mtrent en tredjedel av et årsfrbruk i et vanlig hjem i Nrge. En liten vindmølle kster fra NOK/installert kw, avhengig av størrelse g prdusent 16

22 (EWEA, 2009). I kapittel 5.2 er det fretatt en lønnsmhetsberegning av Skystream 3.7, sm kster NOK i USA i dag. Et av prblemene med vindmøller er at de synes veldig gdt, g må stå et stykke fra hus g trær sm kan skape turbulens i vinden, se figur 6. Figur 6: Ideelt ppsett av Skystream3.7 (Suthwest Windpwer, 2010c) Et annet prblem i Nrge er at det, med et par unntak, fte er vindstille når det er kaldt (Livik, 2010). Når det er kaldt m vinteren er det størst belastning på verføringsnettet, men lkal vindkraft vil altså ikke redusere belastningen. Styrker - Miljøvennlig kraft - Lang levetid - Selvfrsyning SWOT Svakheter - Visuelt frstyrrende. - Master sm er like høye sm flaggstenger. - Trenger gjennmsnittlig vindhastighet større enn 5 m/s - Når det er kaldt blåser det sm ftest ikke -Høy investeringskstnad Muligheter - Mange steder med mye vind - Beflkningen br ikke tett - Selge til nett Trusler - Freløpig er det billig strøm i Nrge. -Freløpig ingen mulighet til å selge tilbake til nettet. Figur 7, SWOT-analyse av små vindmøller Hvis det blir mulig å selge egenprdusert vindkraft inn på nettet, g huset ligger slik til at det er mulig å sette pp en vindmølle, kan dette bli aktuelt i fremtiden. 17

23 4. KUNDEATFERD OG -PREFERANSER I dette kapittelet beskrives kundenes respns på strømpriser, det vil si sammenhengen mellm strømfrbruk g prisnivå. Begrepet priselastisitet uttrykker hvr mange prsent etterspørselen endrer seg dersm prisen endrer seg med en prsent: e p = dx X Prsentvis endring i etterspurt mengde = dp Prsentvis endring i pris p Frmel 1, Priselastisitet, (Estrin et. al., 2008, s. 235) Først presenteres denne prisfølsmheten med dagens prissystem, før prisfølsmheten med variable strømpriser frklares. Videre beskrives kundenes interesser med tanke på brukervennlighet, kmfrt, utgifter g vervåkning. 4.1 ELPRISFØLSOMHET Dagens følsmhet fr kraftpriser er ganske lav, ne sm taler imt et marked fr smarte pakkeløsninger. Kun 23% av frbrukerne er villige til å legge kraftfrbruket til et tidspunkt når kraftprisen er lav (Livgard, 2009). Etterspørselen etter elektrisitet i hushldningene reduseres med 0,13 prsent pr. prsent økning i referanseprisen på elektrisitet (Hlmsøy et. al., 1998). Det vil si at priselastisiteten fr strøm er 0,13, g etterspørselen kan dermed betegnes sm uelastisk. Av dette kan vi knkludere at dagens prisstruktur ikke mtiverer særlig til å legge m kraftfrbruket. Undersøkelser viser at etterspørselsrespnsen er ne sterkere fr den delen av kraftfrbruket sm brukes til ppvarming av blig g vann, enn den er fr kraftfrbruket knyttet til elektrisk hushldningsutstyr (Hlmsøy et. al., 1998). Den lave følsmheten er et resultat av at de fleste kundene har en standard variabel kntrakt, g kraftprisen er da fast på krt sikt. Dermed mangler de incentiver til å tilpasse frbruket til varierende markedspriser (Ericsn, 2007). Figur 8 viser sammenhengen mellm pris(p), etterspørsel(e) g frbruk (Q) når kraftprisen er fast. De t etterspørselkurvene viser etterspørselen i en lavfrbruksperide (E lav ) g en høyfrbruksperide (E høy ) i et døgn. 18

24 Figur 8, Sluttbrukermarkedet (Ericsn, 2007) I dag er sluttbrukermarkedet atskilt fra sptprismarkedet. Kundene bryr seg ikke m prisen i sptmarkedet, siden det de betaler er uavhengig av denne på krt sikt (Ericsn, 2007). Figur 9 viser sammenhengen mellm sptpris (P) g frbruk (Q), når etterspørselen er ttalt uelastisk. Når etterspørselen er uavhengig av prisen, blir etterspørselkurvene vertikale fr lavfrbruksperiden g høyfrbruksperiden. Med andre rd viser figuren hvilke sptpriser sm krrespnderer til frbruket i de t peridene. Figur 9, Sptprismarkedet (Ericsn, 2007) I markedet denne ppgaven tar fr seg vil kundenes etterspørsel respndere til sptprisene, siden tveiskmmunikasjn frutsettes innført. Dermed vil prisfølsmheten økes betydelig. I et marked der sluttbruker- g sptprismarkedet er sammenkblet vil markedet klarere ved andre frbruks- g prisnivåer (Ericsn, 2007). Figur 10 viser sammenhengen mellm pris(p), etterspørsel(e) g frbruk (Q) når kraftprisen varierer sm i sptprismarkedet. I lavfrbruksperiden økes frbruket til Q`lav, mens frbruket reduseres til Q`høy i høyfrbruksperiden. 19

25 Figur 10. Et integrert marked (Ericsn, 2007) 4.2 KRAFTPRISER Statistisk sentralbyrå (2008) kan vise til kraftpriser på 70 til 90 øre/kwh g et gjennmsnittlig kraftfrbruk per hushldning på kwh, de siste fem årene. Et mer sammenknyttet kraftmarked taler fr at kraftprisene i Nrge vil bli mer knsistent med prisene i sentral Eurpa. I Tyskland lå tilsvarende kraftpris på øre/kwh, mens prisen i Danmark var mellm øre/kwh (Statistisk sentralbyrå, 2008). Dersm kraftprisene i Nrge nærmer seg disse nivåene vil det innebære en prisøkning på ver 50 %. I lønnsmhetsanalyser vil det dermed være realistisk å regne med at strømutgiftene vil økes pp mt 50 %. Dette innebærer en økning på krner fr en gjennmsnittlig hushldning per år. Økt prisfølsmhet g høyere kraftpriser vil bidra til at kundene ønsker å tilpasse strømfrbruket til mer variable kraftpriser. Nrdmenn ønsker imidlertid ikke dårligere kmfrt når kraftprisene stiger, derfr investeres det I mer energieffektive elektrisk løsinger (Statistisk sentralbyrå, 2008). Frbrukerne trenger et system sm bidrar til smartere frbruk, uten å redusere kmfrten. 4.3 INTERESSE FOR Å REDUSERE ENERGIUTGIFTER Undersøkelser i USA viser at det er str interesse fr å redusere energiutgifter. Tre av fire knsumenter i Strbritannia g USA er interessert å få innsyn i prisstrukturen bak strømregningene (LaMnica, 2009). Syv av ti amerikanere er sterkt interessert i en enhet sm hlder kntrll ver strømfrbruket g dynamiske priser. I amerikanske frsøksprsjekter har kundene spart gjennmsnittlig 10 %, ved å anvende smarte applikasjner g termstater. Disse smarte applikasjnene mfatter blant annet kjøleskap, mikrbølgevner, ppvaskmaskiner, vaskemaskiner g tørketrmler, sm i disse prsjektene ble levert av GE. (The U.S. Department f Energy, 2009). 20

26 4.4 KOMMUNIKASJON OG OVERVÅKNING Flertallet av nrdmenn synes det er psitivt at plikter verfr nettselskap eller kraftleverandør begrenses til et minimum. Brtimt halvparten av strømkundene ser frem til å slippe å lese av måleren selv. Av de sm har autmatisk måleravlesning, stiller 82 % seg psitive eller svært psitive til at de slipper å rapprtere inn målerverdier. (Livgard, 2009). Frbrukerne setter med andre rd pris på enkle løsninger, g brukervennlighet må dermed pririteres ved sammensetning av smarte pakkeløsninger. Det har blitt knyttet skepsis til spredning av infrmasjn m frbrukerne, sm et resultat av innføringen av tveiskmmunikasjn. Fr å takle disse bekymringene må datautveksling g etterspørselrespns prgrammer være frivillige, sier GEs Bb Gillingan. Selv m GEs prdukter vil ha en innebygd mdul sm kan kmmunisere med en smart måler, trenger ikke knsumenten å etablere denne kblingen, presiserer han (LaMnica, 2009). Smarte pakkeløsninger bør dermed ikke dele mer infrmasjn med mverdenen enn nødvendig. 4.5 OPPSUMMERING AV KUNDENES PREFERANSER Fr periden 2015 til 2020 kan man frvente økte priser, større variasjn i prisene g mulighet fr å tilpasse frbruket til prisstrukturen. Dette legger grunnlag fr økt prisfølsmhet, ne sm vil bidra til et marked fr pakkeløsninger sm sørger fr smartere kraftfrbruk. Disse løsningene må være brukervennlige, ppretthlde kmfrten g ikke spre mer infrmasjn m frbrukeren enn nødvendig. 5. SAMMENSETNING AV LØSNINGER TIL SMARTE PAKKER Fr å bidra til et smartere strømfrbruk studeres ulike kmpnenter med dette frmålet, g sammensetning av disse. I tillegg studeres ptensialet fr egen kraftprduksjn fra sl g vind, g å benytte batterikapasitet fra pluggbare hybridbiler. Valg av energieffektive løsninger vil avhenge av en mengde faktrer sm belyses i kapitel 5.3. Mtivasjnen vil primært være øknmiske besparelser, mens miljøknsekvensene gså er psitive. 5.1 KOMPONENTER SOM KAN INTEGRERES TIL EN SMART PAKKE En prissetting basert på sptpris vil være et argument fr å spare strøm når sptprisen er høy, g sm vist i kapitel 4 medfører dette større priselastisitet. Undersøkelsene referert til i frrige kapitel viste str interesse fr å redusere strømutgiftene. Flertallet av knsumentene ønsker å få innsyn i 21

27 prisstrukturen, g er interessert i en enhet sm hlder kntrll ver strømfrbruket g dynamiske priser. Utgiftsreduksjnen kan ppnås ved å redusere frbruket, eller å legge det til andre tidspunkt. Det kan være aktuelt å gi tilskudd til hushldninger sm prduserer elektrisk kraft, eller til de sm har en øvre grense fr frbruk i bestemte perider. Fr hushldninger sm er villig til å flytte deler av frbruket til et tidsrm utenm de tradisjnelle frbrukstppene, er det muligheter fr besparelser. Reduksjn av strømutgiftene vil sannsynligvis være det største salgsargumentet ved salg av energieffektive løsninger. Ønsket m å spare strøm g penger kan være høyt, men kravet til kmfrt må ikke undervurderes. Det er derfr viktig at energieffektiviserende tiltak påvirker kmfrten i minst mulig grad. Autmatisk varmesenking nen timer m natten er frnuftig, men å dusje i kaldt vann frdi varmtvannstanken har vært avslått, er ikke ønskelig. Frbruksstyringen kan i str grad gjøres autmatisk, men frbrukerne bør ikke føle at de mister kntrllen. Det vil fr eksempel være hensiktsmessig å sørge fr at varmtvannstanken er fylt pp g ppvarmet fra kl. 6 hver mrgen, men etter kl. 10 er det greit å senke temperaturen nen grader. Dette kan ppnås ved å definere en brukerprfil fr et system sm styrer frbruket, ne sm vil beskrives videre i kapittelet. Dette muliggjør gså heving av kmfrten til lavest mulig kstnad. Fr eksempel kan man endre fra vanlig belysning til kinbelysning, eller varme pp hytta før avreise. De mtalte løsningene bør reguleres på en hensiktsmessig måte i frhld til brukerpreferanser g strømpris. Til dette trengs et styringssystem, sm dermed knytter de ulike løsningene sammen til en smart pakke. Med et slikt system kan man både styre ulike kmpnenter fra et panel, g ha mer autmatisert styring av enkelte kmpnenter. Frbrukeren kan gis mulighet til velge mellm ulike brukerprfiler ved hjelp av et panel, f.eks. et nattmdus der lys g ne varme slås av. Den autmatiserte styringen er gså et gdt tilskudd fr å redusere frbruket, spesielt når det gjelder strømfrbruk i de mest kritiske peridene. Sm beskrevet i kapitel 3.2 kan en styringsenhet innhente infrmasjn fra lyssensrer g termstater, sammenligne dette med strømpris g brukerpreferanser, g regulere frbruket på bakgrunn av dette. I første mgang vil regulering av lys g varme være vanlig, men gså varmvannstank g fryser vil kunne skrus av i krtere perider. Dette vil bidra til at kmfrten kan ppretthldes på et ønsket nivå, men frbrukerne legger sm nevnt gså vekt på at systemet er brukervennlig. Med andre rd er brukergrensesnittet fr styringssystemet en kritisk faktr fr at ulike løsninger kan kunne styres på en heldig måte. En betydelig del av denne prsjektppgaven er å prgrammere en prttype fr et sannsynelig 22

28 brukergrensesnitt. Denne prttypen blir beskrevet i kapittel 5.5. I dette eksemplet vises det hvrdan frbrukeren får infrmasjn, velger brukerprfil g styrer enkeltfunksjner. Når pluggbare hybridbiler kmmer inn på markedet vil eierne av disse ha en reservekapasitet tilgjengelig i batteriet. Det kan være aktuelt å benytte batteriets energi til eget frbruk g eventuelt selge strøm til nettet ved spesielt høye strømpriser. Styringssystemet kan avgjøre når denne ressursen benyttes g i hvr str grad. Strømprduksjn kan være aktuelt fr nen hushldninger. Kapittel 3.6 beskriver vindmøller sm kan plasseres i hagen g slcellepanel sm er aktuelle fr tak. Styringssystemet vil kunne ta hensyn til strømprduksjn fra en vindmølle eller et slcellepanel, g vise en versikt ver prduksjnen. Det kreves imidlertid sl eller vind fr å prdusere strøm, g disse frhldene kan man ikke gjøre ne med. Fr at det skal lønne seg å freta en slik investering kreves spesielt gunstige sl eller vindfrhld. Kapittel 5.2 analyserer hvilke investeringskstnader, strømpriser, vindfrhld eller slfrhld sm gjør dette gunstig. Vindmøller krever en viss vindstyrke før de prduserer strøm, g man må se på måledata fr det aktuelle mrådet. Det er imidlertid stre lkale variasjnen i vindstyrke avhengig av beliggenhet, g lkale undersøkelser må til fr å kartlegge lønnsmheten. I vurderingen av å anskaffe en vindmølle må man gså ta hensyn til økt støy, g skjemming av utsikt. Prduksjnen fra slcellepanel vil gså variere ut fra lkasjn. Oversikten ver prduksjnen i kapittel viser blant annet at det ikke er nen prduksjn i Nrd-Nrge i vintermånedene, på grunn av mørketid. På denne tiden av året er det generelt høye strømpriser g strt frbruk. Man vil derfr få lite utbytte av slcellepanelet når behvet fr elektrisitet er størst. Den minimale prduksjnen på vinteren er gjeldene ver hele Nrge, g er ne man må ta i betraktning når man vurderer å anskaffe et slcellepanel. 5.2 LØNNSOMHET FOR PRIVAT SMÅKRAFT Lønnsmhetsanalyser med ulike scenarier kan benyttes fr å kartlegge når det vil lønne seg å investere i vindmøller g slcellepaneler. Analysene mfatter investering i et 1 kwp slcellepanel g en Skystream 3.7 vindmølle, fr kunder i Kristiansand, Trndheim g Vadsø. Fr disse byene benyttes værdata g krrespnderende kraftprduksjn fra kapittel 3. Nett nåverdi er benyttet sm målet på lønnsmhet, det vil si nåverdien av besparelser minus nåverdien av kstnadene. Nåverdien av å mtta et beløp C i år n er: 23

29 Nåverdi = C (1 + r) n Frmel 2. Nåverdien til en kntantstrøm (Berk g DeMarz, 2009, s. 88) Nåverdien av å mtta et beløp C hvert år i n år fremver kalkuleres enklest ved: Nåverdi = C r r n Frmel 3. Nåverdien til en annuitet (Berk g DeMarz, 2009, s.100) r er den risikjusterte disknteringsrenten fr investeringen. Disknteringsrente fr investering s er gitt ved: r s = r f + risikpåslag fr investering s Frmel 4, Disknteringsrate, (Berk g DeMarz, 2009, s. 72) Risikpåslaget reflekterer den systematiske (udiversifiserbare) risiken, mens r f betegner den risikfrie renten, sm i disse dager er cirka 2 %. Stre faste kstnader, sammenlignet med de variable, innbærer en betydelig systematisk risik. I tillegg presiserer Hfstad (2007) at miljøinvesteringer har en lavere systematisk risik. De stre investeringskstnadene fr vindmøller g slcellepaneler resulterer altså i høye risikpåslag, samtidig sm miljøeffekten har en mdererende virkning. NVE frutsetter en disknteringsrente på 6,5 % fr både vindmøller g slcellepaneler (Hfstad, 2007). Fr å finne nett nåverdi ved hjelp av frmel 2 g 3 må besparelser, kstnader g levetid kartlegges. De årlige besparelsene er reduksjnen i strømutgiftene sm knsekvens av investeringen, i tillegg inntekter fra grønne sertifikater. Grønne sertifikater er en markedsbasert rdning der energiprdusentene mttar støtte etter hvr mye ny energi sm prduseres (NVE, 2009). Inntekter fra grønne sertifikater er ikke mulig å frutse per i dag. Dermed er de utelatt fra de kvantitative beregningene, g tatt hensyn til i vurderingene til slutt. Reduksjnen i strømutgiftene beregnes ved å multiplisere årlig kraftprduksjn med strømprisen i periden, inkludert mms. Her er gjennmsnittlig strømpris i Nrge i løpet av et år benyttet, g det antas at denne er nenlunde knstant under investeringens levetid. Sm tidligere frklart har strømprisene ligget på 0,70-0,80 NOK/kWh, men vil kunne øke pp mt 50 %. Med utgangspunkt i dette gjøres analyser fr tre ulike strømpriser: 1,4 NOK/kWh, 1,1 NOK/kWh g 0,8 NOK/kWh. Dersm klimatrusselen blir tatt på alvr, g nettet blir sterkt sammenknyttet med resten av Eurpa, kan priser på 1,4 NOK/kWh frekmme. Hvis det isteden er str kraftprduksjn i Nrd-Eurpa, mens strømnettet begrenser eksprten 24

30 sørver, vil man få innstengt kraft, g se priser mkring 0,8 NOK/kWh. Antatt strømpris er valgt til 1,1 NOK/kWh, midt mellm disse ytterpunktene. Videre kvantifisering av besparelser g kstnader vil nå kartlegges fr de t installasjnene SKYSTREAM 3.7 Ferdig installert, inkludert alt tilbehør, kster vindmøllen fra $ i USA, det vil si NOK (Suthwest Windpwer, 2010d). I tillegg kmmer eventuelle nrske avgifter. Det frventes at prisene reduseres fremver, g av den grunn er investeringskstnader på , g NOK benyttet i analysen. Levetiden er ifølge Green Team Direct (2010) anslått til 20 år, ne sm gså stemmer med Hfstad (2007) sine retningslinjer fr levetiden til vindmøller. Green Team Direct pengterer at vindmøllen vil kunne fungere etter 20 år, g at dersm dette ikke er tilfelle trenger man bare å bytte ut turbinen, siden infrastruktur etter all sannsynelighet frtsatt vil være inntakt. I beregningene settes verdien av vindmøllen m 20 år til 8000 NOK. Det kan virke høyt, men nåverdien av denne sluttverdien er kun i verkant av 2000 NOK. Ved innkjøp av en avansert innretning med denne levetiden må vedlikehld inkluderes i betraktningen. Vedlikehldskstnadene vil antakelig øke med årene, g er vanskelig å frutse. Fr enkelhets skyld benyttes en knstant vedlikehldskstnad på 500 NOK per år. Tabell 5 g 6 viser en versikt ver variablene sm er diskutert til nå. Antagelse Best case Wrst case Investeringskstnad(NOK) Strømpris(NOK/kWh) 1,1 1,4 0,8 Tabell 5, Analyserte case Levetid 20 Disknteringsrate 6,5 % Vedlikehldskstnader 500 Sluttverdi 8000 Tabell 6, Rimelige parametere I kapitel 3.6 ble gjennmsnittlig vindhastighet fr byene presentert i tabell 4, mens tabell 3 viste månedlig kraftprduksjn sm krrespnderer til ulike vindhastigheter. Dette gir årlig kraftprduksjn fr byene: Sted Vindhast. [m/s] Mnd prd. [kwh] Årlig prd[kwh] Kristiansand, Kjevik 3, Trndheim, Vll 2, Vadsø 5, Tabell 7, Årlig prduksjn 25

31 De årlige besparelsene får man ved å multiplisere strømpris med årlig prduksjn. Videre benyttes frmel 3 fr å beregne nåverdien av disse besparelsene redusert fr vedlikehldskstnader. Nett nåverdi finner man så ved legge til nåverdien av sluttkstnaden (fra frmel 2) g å trekke fra investeringskstnaden. På denne måten er nett nåverdi funnet fr de frskjellige lkasjnene, med ulike scenarier fr strømpris g investeringskstnad NPV Kristiansand antatt invest & antatt strømpris antatt invest & beste strømpris antatt invest & verste strømpris lav invest & antatt strømpris lav invest & beste strømpris lav invest & verste strømpris høy invest & antatt strømpris høy invest & beste strømpris høy invest & verste strømpris Figur 11, Nett nåverdi fr Skystream 3.7 i Kristiansand NPV Trndheim antatt invest & antatt strømpris antatt invest & beste strømpris antatt invest & verste strømpris lav invest & antatt strømpris lav invest & beste strømpris lav invest & verste strømpris høy invest & antatt strømpris høy invest & beste strømpris høy invest & verste strømpris Figur 12, Nett nåverdi fr Skystream 3.7 i Trndheim 26

32 NPV Vadsø antatt invest & antatt strømpris antatt invest & beste strømpris antatt invest & verste strømpris lav invest & antatt strømpris lav invest & beste strømpris lav invest & verste strømpris høy invest & antatt strømpris høy invest & beste strømpris høy invest & verste strømpris Figur 13, Nett nåverdi fr Skystream 3.7 i Vadsø Ved investering i en vindmølle bidrar lkasjnen til enrme frskjeller i lønnsmhet: En gjennmsnittlig vindhastighet på 3,6 m/s resulterer i stre tap, mens 5,5 m/s kan gi gd lønnsmhet. Fr ptensielle kunder i de tre byene er det kun aktuelt å anskaffe en Skystream 3.7 i Vadsø, men man må merke seg at det er stre lkale frskjeller i vindstyrken. I analysen er vindstyrken ved målestasjnene benyttet, men disse er ikke nødvendigvis representative. Ut fra analysen av de ulike lkasjnene kan man knkludere med at lønnsmhet krever en gjennmsnittlig vindstyrke på ver 5 m/s. Fr steder der vindhastigheten ligger i dette mrådet må investeringskstnaden reduseres g strømprisen økes fra dagens nivå, dersm investeringen skal være lønnsm. Inntekter fra grønne sertifikater vil øke nåverdien, g det er kanskje dette sm vil heve nåverdien ver null fr steder med vindhastighet på mkring 5 m/s SOLCELLEANNLEGG Slcellemduler fra RECs AE-serie er aktuelle å sette sammen til et system sm yter 1 kwp. En mdul på 235 Wp er 1,65 m 2 (Glmnes, 2010), g de sammensatte mdulene vil dermed dekke 7 m 2. Disse mdulene kster mkring EUR/kWp, g består av % av ttalkstnadene (Glmnes, 2010). Det innebærer at et ferdig installert slcellesystem sm yter 1 kwp kster rundt NOK i dag. PV Grup (2009) viser en sterk reduksjn i prisene på slcellemduler, sm et resultat av ubalanse mellm tilbud g etterspørsel, i tillegg til synkende kmpnentpriser. De venter at prisene kmmer til å synke videre, men reduksjnen vil trlig stabiliseres. Prisene er frventet å synke med mkring 23 % fra 2009 til 2010, 15 % fra 2010 til 2011, g etter dette spås prisene å synke med rundt 10 % årlig. Analysene vil bli fretatt med dagens pris ( NOK), en prisreduksjn på 33 %( NOK), g en prisreduksjn på 67 % (7.000 NOK). 27

33 REC (2010) reklamerer med 25 year pwer utput warranty, g en levetid på 25 år settes dermed sm et knservativt anslag. Sluttverdi g vedlikehldskstnader vil ikke være dminerende. Siden sluttverdien har psitiv effekt mens vedlikehldskstnadene har en negativ effekt, er de antatt å eliminere hverandre i beregningene. Verdiene hittil fr slcellesystemet er dermed: Antagelse Best case Wrst case Investeringskstnad(NOK) Strømpris(NOK/kWh) 1,1 1,4 0,8 Tabell 8, Analyserte case Levetid (år) 25 Disknteringsrate 6,5 % Tabell 9, Levetid g disknteringsrate I kapittel 3 viser tabell 1 en versikt ver årlig strømprduksjn fra et 1 kwp slcellepanel i de ulike byene: Årlig prd [kwh] Kristiansand 813 Trndheim 802 Vadsø 734 Tabell 10, Årlig prduksjn (utdrag fra tabell 1) Sm tidligere blir årlige besparelser funnet ved å multiplisere strømpris med årlig prduksjn. Frmel 3 gir nåverdien av disse besparelsene, g nett nåverdi finner man ved å trekke fra investeringskstnaden NPV Kristiansand antatt invest & antatt strømpris antatt invest & beste strømpris antatt invest & verste strømpris lav invest & antatt strømpris lav invest & beste strømpris lav invest & verste strømpris høy invest & antatt strømpris høy invest & beste strømpris høy invest & verste strømpris Figur 14, Nett nåverdi fr slcelleanlegg i Kristiansand 28

34 NPV Trndheim antatt invest & antatt strømpris antatt invest & beste strømpris antatt invest & verste strømpris lav invest & antatt strømpris lav invest & beste strømpris lav invest & verste strømpris høy invest & antatt strømpris høy invest & beste strømpris høy invest & verste strømpris Figur 15, Nett nåverdi fr slcelleanlegg i Trndheim NPV Vadsø antatt invest & antatt strømpris antatt invest & beste strømpris antatt invest & verste strømpris lav invest & antatt strømpris lav invest & beste strømpris lav invest & verste strømpris høy invest & antatt strømpris høy invest & beste strømpris høy invest & verste strømpris Figur 16, Nett nåverdi fr slcelleanlegg i Vadsø Det er ikke stre frskjeller i lønnsmhet fr investeringen på de ulike stedene, g investeringskstnad g strømpris vil dermed hvedsakelig bestemme hvrvidt den er innbringende. Investeringskstnaden må betydelig under NOK, dersm investeringen skal bli aktuell. Beregninger viser at break-even (null nett nåverdi) vil inntreffe ved en investeringskstnad på NOK(avhengig av lkasjn), dersm strømprisen er 1,1 NOK/kWh. Lønnsmhet krever altså at prisene må halveres, men effekten av grønne sertifikater vil gså ha en psitiv virkning. 29

35 5.2.3 SOLCELLER OG VINDMØLLER SOM DEL AV ET SMART HJEM Dersm det skal være aktuelt å investere i en vindmølle eller et slcelleanlegg må investeringskstnadene reduseres betydelig, samtidig sm strømprisene øker. Da kan slcelleanlegg bli lønnsmme, mens vindmøller vil kunne bli innbringende fr steder med gjennmsnittlig vindhastighet ver 5 m/s. De mtalte investeringene vil ikke være aktuelle med det første, men i et tiårsperspektiv vil sannsynligvis enkelte eksemplarer være i drift. Det er ikke lønnsmt å freta investeringene fr de utvalgte stedene i dag, g tilbakebetalingstiden er veldig lang. Lønnsmheten vil etter all sannsynlighet være begrenset gså m ti år. 5.3 SEGMENTERING AV MARKEDET Frbrukerens behv står i sentrum når ulike løsninger skal velges g samrdnes fr å redusere strømutgiftene. Ptensielle kunder har ulike karakteristikker, g kundegrupper kan segmenteres ut fra følgende faktrer: 1. Øknmisk betalingsevne 2. Teknlginysgjerrighet g kmpetanse 3. Miljøbevissthet 4. Strømfrbruk 5. Bsituasjn - størrelse på hus, gård/eneblig vs leilighet 6. Besittelse av fritidseiendm Basert på de nevnte faktrene kan man lage seg et sett med tenkte frbrukere - persnas - sm har ulike behv, fr på denne måten å segmentere den ptensielle kundemassen g enklere kunne freslå pakker fr hver enkelt gruppe. En persnas er en illustrasjn av en tenkt kunde, sm representerer en bestemt kundegruppe. I tillegg til infrmasjn m den tenkte kunden, innehlder de bjektive karakteristikker fr kundegruppen sm helhet. 30

36 "Strfrbrukeren" Stein (42) er en suksessrik frretningsmann sm br sammen med Katharina (31) i en str eneblig utenfr Osl. I tillegg har de hytte på fjellet sm de bruker nå g da. De reiser fte sammen på frretningsreiser fr lengre eller krtere perider. Selv m de har øknmi til strfrbruket deres, ønsker de likevel å bruke litt mindre strøm frdi det er inn å være miljøvennlig. Paret setter kmfrt høyest, g ønsker ikke å legge m frbruket til enhver pris. Stein liker å ha det siste til enhver tid, g har flere biler, deriblant en pluggbar hybridbil sm de bruker til bykjøring. Karakteristikk fr kundegruppe: Gd øknmi Ønsker mulighet til å styre hjemmet fra Setter kmfrt høyt avstand Reiser mye Teknlginysgjerrig Har hytte "Bnden" Kari (54) er en bnde med egen gård ute på landet. Hun br sammen med mannen sin Kåre (53), t vksne barn, g ett barnebarn. Gården deres ligger idyllisk til i nærheten av Vadsø, like ved sjøen. Livet på gård er frutsigbart - dyrene skal ha mat g melkes hver dag til faste tider, så de har gdt innarbeidede rutiner. Hver lørdag kjører de 30 min. til sentrum fr å handle. Da bruker de en landrver, ne de trenger fr å kmme seg fram m vinteren. Kari tør ikke å kjøre en pluggbar hybridbil, av frykt fr at de skal bli stående fast på fjellet. De har ellers relativt gd øknmi, men er skeptisk til sløsing. Karakteristikk fr kundegruppe: Str eneblig sm ligger fr seg selv Stabil øknmi (vindfullt mråde?) Skeptisk til ny teknlgi Gdt innarbeidede rutiner 31

37 "Miljøagenten" Turid(29) arbeider fr en miljørganisasjn. Hun br alene i Kristiansand, g er pptatt av å etterlate seg så få spr på jrda sm mulig. Hun arbeider fr alternativ energi g reduksjner i frbruk, g er svært interessert i nyskapende teknlgi sm kan støtte dette. Hun eier en leilighet i en bligblkk, g er alltid frempå fr å få flere energieffektiviserende tiltak. Hun er selv villig til å fire på kmfrt fr miljøets del, så hennes frbruk er relativt lavt. Likevel kunne hun tenkt seg å senke det ytterligere. Hennes mtt er at alle mnner drar, g selv en liten besparelse når det gjelder miljøet er verdt en innsats. Fr å kmme seg rundt benytter hun seg av kllektivtransprt, eller sykkel. Karakteristikk fr kundegruppe: Ønsker en "grønn" hverdag Lavt frbruk, br i leilighet Villig til å fire på kmfrten fr et Psitiv til teknlgi sm støtter en bedre miljø grønn hverdag "Kjernefamilien" Peter (39) br i Trndheim sammen med samberen med Katrine(38). Sammen har de tre barn. Peter jbber sm barnevernspedagg, g har en helt grei lønn, men med tenåringer i hus g lån sm til stadighet hper seg pp, er det viktig fr han å redusere frbruket så mye sm mulig. Han har merket seg at spesielt strømregningen alltid er verraskende høy til trss fr at han maser på resten av familien m å skru av lys g lignende. Han har mange kmpiser sm er interessert i tekniske dupeditter, g setter pris på å ha slike ting å vise fram. Han benytter til vanlig en pluggbar hybridbil, ne sm fungerer gdt til hans behv. Det blir fte krte distanser i løpet av dagen fr å transprtere unger g seg selv mellm ulike fritidsaktiviteter. Karakteristikk fr kundegruppe: Str familie Høyt frbruk, ønsker å redusere Eier hytte sm blir jevnlig besøkt Teknlginysgjerrig Mange krte transprtstrekninger 32

38 "Studenten" Erik (21) studerer ved NTNU i Trndheim g br i bkllektiv sammen med 3 kamerater. De leier en gammel leilighet i midtbyen, g spleiser på utgifter sm strøm, kabel TV g internett. Erik trives gdt, men vet ikke hvr lenge han blir bende. Hverdagen hans er fylt med ulike aktiviteter, g ingen dag er lik den frrige. Han lever primært av studielånet, g har ikke mulighet til å freta investeringer på bligfrnten. Kameratgjengen har str interesse fr teknlgi, men på grunn av øknmisituasjnen pririteres andre innkjøp. Leiligheten er dårlig islert, g ppvarmingen består i str grad av stjålet varme fra nabene på alle kanter. Karakteristikk fr kundegruppe: Leier leilighet sammen med Stram øknmi kamerater Åpen fr ny teknlgi Varierende rutiner "Bestefreldrene" Anne (60) g Runar (62) br i en firemannsblig i Klbtn. Her har de bdd i fem år, etter at sønnen vertk familieeiendmmen. Begge har full jbb. Anne er barnesklelærer, mens Runar er snekker. Fritiden bruker de på å passe barnebarn, være på hytta g hgge ved til seg selv g resten av familien. Hytta har ikke innlagt strøm, g varmes pp ved hjelp av ved. De fyrer gså med ved hjemme, ne sm bidrar til et begrenset strømfrbruk. Verken Anne eller Runar er særlig interessert i teknlgiske saker, g synes det er gdt å kble av på hytta. Karakteristikk fr kundegruppe: Har liten blig Skeptisk til ny teknlgi Gdt innarbeidede rutiner Hytte uten strøm Stabil øknmi Relativt lavt strømfrbruk pga vedfyring Basert på disse persnasene får man et bilde av ptensielle kunder. De mtalte løsningene vil være aktuelle fr nen av disse kundegruppene, men ikke fr alle. 33

39 5.4 SAMMENSETNING AV LØSNINGER FOR KUNDEGRUPPENE På bakgrunn av presentert teknlgi g lønnsmhetsberegninger, belyser dette delkapitelet hvilke løsninger det vil kunne være aktuelt å anskaffe fr ulike kundegrupper. Et system av løsninger sm fører til smartere strømfrbruk, en smart pakke, vil ikke være aktuelt fr studenten eller bestefreldrene. Stram øknmi g usikkerhet rundt fremtidig bsituasjn vil trlig gjøre slike investeringer uaktuelle fr studenten, dette til trss fr åpenhet fr ny teknlgi. Varierende rutiner g ne begrenset strømfrbruk underbygger gså denne knklusjnen. Bestefreldrenes teknlgiskepsis g begrensede strømfrbruk gjør løsningene lite attraktive fr deres del. Slike løsninger vil derimt kunne være aktuelle fr strfrbrukeren, kjernefamilien, bnden g miljøagenten, g kan settes sammen til smarte pakker sm tilpasses de ulike frbrukerne. Disse frbrukergruppene vil rimeligvis velge ulik grad av styring av lys, varme g andre kmpnenter. Investeringskstnadene vil avhenge av systemets kmpleksitet, g må sammenlignes med besparelser g andre effekter frbrukeren finner verdifulle. Hva g hvr mye sm inkluderes i en smart pakke vil avhenge av størrelsen på huset, strømfrbruk, øknmiske frutsetninger, muligheten fr å styre strømmen på en hytte g muligheten fr å styre hjemmet fra andre lkasjner. Strfrbrukeren frventes å anskaffe en avansert pakkeløsning, frdi dette vil øke kmfrten i hjemmet samtidig sm det bidrar til å redusere strømutgiftene. Uavhengig av kmpleksitet, vil styringssystemet være den sentrale kmpnenten i disse ulike smarte pakkeløsningene. Pluggbare hybridbiler sm reservekapasitet er veldig aktuelt fr den beskrevne kjernefamilien g kan gså vurderes fr bønder, miljøagenter g strfrbrukere med en slik bil. Vindmøller vil primært være aktuelt fr bnden, frutsatt gde vindfrhld, reduserte investeringskstnader g betydelig økt strømpris. Slcellepanel kan ptensielt bli attraktivt fr både strfrbrukeren, kjernefamilien g bnden, men dette krever frtsatt fallende investeringskstnader. Det samme gjelder selvsagt fr miljøagenter med eget hus. Sammensetningen av løsninger sm bidrar til et smartere strømfrbruk vil altså variere. Hvedkmpnenten i en smart pakkeløsning vil være en styringsenhet med et hensiktsmessig brukergrensesnitt. Denne vil være tilpasset frbrukerens behv, med tanke på fjernstyring g samkrdinering med fritidsblig. Til denne knyttes ulik grad av styring av lys, varme g andre 34

40 elektriske artikler. I tillegg kan det være aktuelt å benytte pluggbare hybridbiler sm reservekapasitet eller å prdusere strøm ved hjelp av slcellepaneler eller vindmøller. 5.5 BRUKERGRENSESNITT Den sentrale delen av det freslåtte systemet er et styringssystem der man kan regulere frbruket, g få infrmasjn knyttet til frbruk g prduksjn. Valg knyttet til dette styringssystemet beskrives nærmere nedenfr, i tillegg til en frklaring av den freslåtte prttypen til et slikt system BAKGRUNN Det finnes allerede panel fr å styre strømfrbruket i hjemmet, sm beskrevet i kapittel 3.2. Flere ulike løsninger er allerede på markedet, men disse har rm fr frbedringer. Elk har nødvendig teknlgi fr å kble et panel pp mt AMS, slik at sptpriser kan tas med i strømstyringen. Denne teknlgien er ikke ute på det nrske markedet i dag, ettersm AMS ikke er implementert i full skala i private hjem. Det sm skiller prttypen i denne rapprten fra dagens løsninger, er tilrettelegging fr lkal kraftprduksjn. Beregningene i kapittel 5.2 viser at lkal prduksjn fra vind g sl kan bli aktuelt fr private hjem. Derfr er en versikt ver egenprduksjn g strømpris inkludert i brukergrensesnittet. Brukergrensesnittet skal være tilknyttet et styringssystem sm styrer elektriske kmpnenter i hjemmet. Det skal presentere infrmasjn m tilstanden i hjemmet, frbruk, strømpriser g eventuell prduksjn på en berøringsskjerm. Brukerne kan selv bestemme utseende til skjermbildet. Skjermen vil stå på hele tiden, slik at brukeren hldes ppdatert. Brukeren har mulighet til å spesifisere m de tillater at fryseren g varmtvannsberederen slås av i perider, g styringssystemet sørger da fr å regulere dette autmatisk. Dette krever imidlertid temperatursensrer sm varsler m temperaturene når kritiske verdier. I denne rapprten er det valgt å legge vekt på brukergrensesnittet til styringssystemet sm vises på panelet i huset, men det er gså mulig å styre hjemmet gjennm andre kanaler. Strømstyring via en internettside eller en applikasjn på en smarttelefn er tileggsløsninger eller substitutter frbrukeren kan anskaffe. Slik kan de endre innstillingene fr lys g varme gså når de ikke er hjemme, ne sm bidrar til å øke kmfrten g gjøre systemet mer fleksibelt. Skjermbildene under er et knkret sammensatt frslag, sm gir brukeren mulighet til å se på tilstanden g styre strømbruket i hjemmet g på hytta, i tillegg til å vise frbruk g prduksjn av strøm i hushldningen. Dette knkrete frslaget er til en bruker sm har både vindmølle g pluggbar hybridbil. 35

41 5.5.2 BESKRIVELSE Figur 17 viser et skjermbilde der ulike prfiler velges. Denne brukeren har blant annet prfilene "hjemme" g "ute", der "hjemme" er slik han ønsker at huset skal være når de er hjemme, mens "ute" er slik han ønsker at huset skal være når alle er ute av huset. Prfilen styrer lys, temperatur g eventuelle andre kmpnenter. Til høyre fr de ulike prfilene, er det mulighet til å stille inn ønsket lys g temperatur fr den gjeldende prfilen, med en "mer"-knapp fr å se flere rm. Prfilen sm er valgt kan tidsstyres dersm man ønsker det, fr eksempel gjelder her "hjemme"-prfilen fram til midnatt, før den blir byttet m til "natt". Et tiltak fr å bruke mindre strøm i perider der prisen er høy, er å hake av fr å tillate fr eksempel temperatursenking av varmtvannsberederen. På denne måten vil styringssystemet senke temperaturen i varmtvannsberederen med nen grader i de peridene på døgnet der strømprisen er høyest. Dette vil gi et bidrag til å senke frbrukstppene i løpet av dagen. Figur 17, Grensesnitt Systemet vil varsle dersm det er ne brukeren bør legge merke til, fr eksempel ved høye strømpriser, uvanlig høyt frbruk eller feil i en krets. Dette er løst ved å bruke en trafikklysmetafr på de ulike fanene. Grønt betyr at alt er k, gult betyr at det er ne du bør legge merke til, g rød betyr at en feil har ppstått. Figur 18 viser hvrdan skjermbildet ser ut når styringssystemet mener at det er ne sm bør legges merke til under fanen fr frbruk g prduksjn. Figur 19 viser hvrdan fanen vil se ut dersm det er en feil sm er ppdaget under fanen fr frbruk g prduksjn, f.eks. at en krets er krtsluttet. 36

42 Figur 18, Orange lys mindre alvrlig varsel Figur 19, Rødt lys - alvrlig varsel En bruker vil typisk trykke på fanen sm har gul/rød farge fr å se hva sm er prblemet. Skjermen vil da vise fanen fr frbruk g prduksjn, sm vist i figur 20. Fanen viser gså en versikt ver statusen til brukerens vindmølle g pluggbare hybridbil, i tillegg til grafer sm viser frbruk g pris. Her er strømprisen høyere enn nrmalt tidlig på mrgenen. Brukeren kan igjen velge hvilke grafer sm er av interesse. Figur 20, Frbruk g prduksjn 37