1 Innledning Innsamling av målerverdier Måleutstyr Begrensinger og komplikasjoner Tilgjengelige måledata...

Transkript

1

2 Innholdsfortegnelse 1 Innledning Innsamling av målerverdier Måleutstyr Begrensinger og komplikasjoner Tilgjengelige måledata Analyse av kundegruppe Generell beskrivelse av testgruppen Demografi Oppvarmingsalternativer Analyse av måledata Estimert årlig forbruk Målinger hos flere nettselskap Referanseliste... 2 Vedlegg 1 Forkortelser Vedlegg 2 Spørreskjema x av 23

3 1 Innledning Dette notatet er utarbeidet i regi av KMB-prosjekt "Electricity Demand Knowledge" (ElDeK). Prosjektet ble startet opp i 29 og har en planlagt varighet på fire år. Prosjektets hovedmålsetting er å øke kunnskapen om etterspørsel av elektrisitet hos ulike kundegrupper, som for eksempel husholdningskunder eller bedriftskunder (kontorbygg). Dette omfatter kunnskap om forbruk av elektrisk energi [kwh] og effektuttak [kw] for forskjellige kundetyper på aggregert nivå og spesifikt for ulike sluttbruk. Prosjektet inngår i RENERGI-programmet og finansieres av Norges Forskningsråd, Enova og NVE. Økning av kunnskap vil bli oppnådd ved etablering av matematiske og statistiske metoder for beregning av både det totale forbruket (bottom-up) samt spesifikke sluttbruk (top-down) basert på begrensede måledata. Disse metodene skal etableres med utgangspunkt i måledata for forbruk hos husholdningskunder, som allerede har fått installert teknologi for måling av det totale forbruket med én-times oppløsning. Dette notatet presenterer status og erfaringer fra måling av forbruk av forskjellige apparater hos husholdningskunder som tilhører Nord-Trøndelag Elektrisitetsverk (NTE) sitt nettområde. Husholdningskunder der målinger har blitt gjennomført, blir videre kalt prosjektdeltakere. Totalt har det blitt gjennomført målinger av strømforbruket til 21 husholdninger. Strømforbruket til enkeltapparater er målt med 1-minutts tidsoppløsning i en periode på 4 uker. I tillegg benyttes timemålinger av totalforbruket for en periode på ett år. 12x av 23

4 2 Innsamling av målerverdier 2.1 Måleutstyr Prosjektet bruker Power Detective måleutstyr, levert av S.L. Energiteknikk [3]. Hver enkel husholdning fikk en såkalt målesentral med et SD minnekort og flere målernoder. Målernoden er vist i Figur 2.1. Figur 2.1 Power Detective målernode Måleutstyret trenger ingen konfigurering eller oppsyn fra kunden dvs. det begynner å måle og samle inn målerverdiene etter at det har blitt montert. Målernodene installeres i vanlige stikkontakter og overfører målerverdier fortløpende til husholdningens målesentral via radiosamband. Målesentralen er vist i Figur 2.2 Målesentral Figur 2.2 Målesentral Målesentralen mottar målerverdier, tidsstempler og lagrer disse på SD-kortet. En målesentral kan teoretisk samle inn og lagre måledata fra titalls av målernoder samtidig. Etter avslutning av målinger blir måledata verifisert og overført fra SD-kort (minnekort) til Useload database. Figur 2.3 viser fremgangsmåten for innsamling og analyse av måledata i ElDeK-prosjektet. 12x av 23

5 Figur 2.3 Analyse av måledata i ElDeK 2.2 Begrensinger og komplikasjoner Den største praktiske begrensningen i forbindelse med måling av delforbruk er at en belastning må være tilkoblet en stikkontakt for å kunne bli målt dvs. det er vanskelig å måle enkelte typer belastninger, som for eksempel lysarmatur, varmekabler og lignende. I løpet av prosjektet har det dessverre blitt observert at måleutstyret fungerte noe ustabilt, slik at måledata fra enkelte noder ikke har blitt registrert av målesentralen. Dette har medført tap av måleverdier hos enkelte husholdninger. 12x av 23

6 2.3 Tilgjengelige måledata I utgangspunktet ble 25 av NTEs husholdningskunder definert som måleobjekter og prosjektdeltakere. Måleutstyr og medfølgende spørreskjema ble sendt til alle 25, men fire husholdninger returnerte av ulike årsaker både ubrukt utstyr og ubesvarte spørreskjema. Det betyr i praksis at kundegruppen hos NTE inneholder 21 kunder. Antall utsendte og senere avleste målenoder er 12. Antall pr. kunde varierer fra fem til ni, mens den gjennomsnittlige verdien ligger på seks målernoder per deltaker. Flere målesentraler ble for øvrig levert tilbake med mye manglende data. Tabell 2.1 viser en oversikt over ulike typer husholdningsapparater og antall faktisk gjennomførte målinger. Tabell 2.1 Oversikt over kategorier av husholdningsapparater og målinger Kategori Antall Kategori Antall Kategori Antall Vaskemaskin 19 Kombiskap (kjøl/frys) 5 Plasma TV 1 Oppvaskmaskin 18 Vannkoker Kabeldekoder Tørketrommel 1 Varmepumpe luft/luft 2 Komfyr 2 Kjøleskap 16 DVD Kjøkkenvifte/Ventilasjonsaggregat Fryser 14 Bærbar PC Router PC m/skjerm 7 Varmtvannsbeholder 8 LED TV 3 Lampe stue 5 Lys kjøkken 5 PC u/skjerm CRT TV LCD TV 5 Varmepumpe luft/vann 12x av 23

7 3 Analyse av kundegruppe I dette kapitlet presenteres resultatene fra spørreskjemaene som ble sendt ut til husholdningene sammen med måleutstyret. Senere vil disse resultatene bli brukt til en mer detaljert dataanalyse basert på målinger hos alle nettselskapene som deltar. Det er i alt 25 husholdninger som deltar i måleprosjektet hos NTE og 21 av disse besvarte spørreskjemaet. 3.1 Generell beskrivelse av testgruppen Testgruppen omfatter totalt 21 eneboliger, hvorav den eldste eneboligen er fra 1941 og den nyeste er fra Figur 3.1 viser frekvens av byggeår for hele testgruppen. En tredjedel av alle bygningene er fra 196- tallet, mens den gjennomsnittlige verdien er Testgruppen viser realativt liten variasjon av byggeår. 8 Antall husholdninger < >2 Figur 3.1 Frekvens av byggeår for hus i testgruppen (alle 21 har svart) Samtlige hus er eneboliger med boligareal fra 8 m 2 til 25 m 2, mens den gjennomsnittlige verdien ligger på 148 m 2, som ligger godt over landets gjennomsnittlige verdi på 12 m 2 [1]. Figur 3.2 viser frekvens av boligareal for hus i testgruppen. Antall husholdninger < >3 [m2] Figur 3.2 Frekvens av boligareal for hus i testgruppen (alle 21 har svart) Figur 3.3 viser kobling mellom byggeår og boligareal. Det er nødvendig å nevne at spørreskjemaet stilte ikke spørsmål om renovasjon/ombygging og/eller etterisolering av hus, slik at i praksis blir det veldig problematisk å vurdere sammenheng mellom husets alder, dets størrelse og ikke minst isolasjon. 12x av 23

8 Antall husholdninger < >2 > <1 Figur 3.3 Byggeår og boligareal (to svar mangler) Den største variasjon i boligareal kan observeres blant hus som ble bygget på 6-tallet. 3.2 Demografi Figur 3.4 viser en oversikt over demografisk sammensetning av ulike aldersgrupper blant prosjektdeltakerne, eller såkalt demografisk miks, kombinert med antall hjemmeværende personer per segment. En generell observasjon er at det er nesten halvparten av husstander har medlemmer over 62 år. Det er for øvrig mange (18 av 21) husstander med hjemmeværende familiemedlemmer. Antall husholdninger Familie med medlemmer over 62 år 9 8 Familie med barn 12 1 Familie uten barn Antall husholdninger i kategorien Antall husholdninger med hjemmevarende medlemmer Figur 3.4 Oversikt over demografisk miks og antall hjemmeværende personer (alle 19 har svart) 12x av 23

9 Figur 3.5 presenterer utdannelsesnivå blant prosjektdeltakerne. Antall husholdninger Grunnskole Videregående skole Universitet/Høyskole, inntil 4 år 9 2 Universitet/Høyskole, mer enn 4 år Figur 3.5 Oversikt over utdannelsesnivå (alle 21 har svart) 3.3 Oppvarmingsalternativer Figur 3.6 viser en oversikt over oppvarmingsalternativer i testgruppen. Kombinasjon av direkte elektrisk oppvarming med varmepumpe og vedovn er det mest utbredte oppvarmingsalternativet i prosjektgruppen, hvorav én husholdning har oljefyring og én parafinfyring i tillegg Elektrisitet,varmepumpe, vedovn 4 1 Varmepumpe og vedovn Elektrisitet og vedovn Varmepumpe Figur 3.6 Oversikt over oppvarmingsalternativer i testgruppen (alle 21 har svart) De fleste husholdningene benytter direkte elektrisk oppvarming i større eller mindre grad. En husholdning bruker utelukkende to installerte varmepumper som oppvarmingskilde. Deltakerne ble spurt om andel elektrisk energi, som brukes til oppvarming i sine respektive husholdninger. Resultatene vises i Figur 3.7. Det er nødvending å påpeke at ett svar manglet og i tillegg kan ett svar tolkes, som feilaktig basert på andre opplysninger i spørreskjemaet. 12x av 23

10 Antall husholdninger Mindre enn 5% elektrisitet Mellom 5% og 1% elektrisitet Kun elektrisitet Figur 3.7 Andel elektrisk oppvarming i husholdninger (2 av 21 deltakere har svart) Samtlige kunder har elektriske varmtvannsberedere som det vises i Figur 3.8. Figuren viser forøvrig antall husholdninger med installert sparedusj og elektriske varmekabler. 25 Antall husholdninger Electrisk VVB Sparedusj Varmekabler installert Ja Nei Figur 3.8 Varmtvannsberedere, sparedusj og varmekabler (alle 21 har svart) Frekvens av arealstørrelse for elektriske varmekabler vises i Figur 3.9. Det er i alt 19 av 21 deltakerne som har elektriske varmekabler installert. Arealstørrelse varierer fra 3 m 2 til 1 m 2, mens den gjennomsnittlige verdien utgjør 21,4 m 2 (ett svar med areal manglet). Antall husholdninger =<1 [m2] 11-2 [m2] 21-4 [m2] 41-6 [m] 61-8 [m2] >81 [m2] Figur 3.9 Frekvens av arealstørrelse på elektriske varmekabler (18 av 19 har svart) 12x av 23

11 4 Analyse av måledata 4.1 Estimert årlig forbruk Figur 4.1 viser en oversikt over estimert årlig forbruk for ulike forbrukskategorier. Forbruket ble estimert av USELOAD, basert på måledata hos deltakere for alle fem nettselskap. I flere tilfeller hadde måledata manglende verdier eller hele tidsserie fra en eller flere målernoder ikke ble registrert i det hele tatt. I slike tilfeller ble forbruket estimert, basert på antall kunder med gyldige resultater. Vaskemaskin TV Vannkoker Kjøleskap Fryseboks Tørketrommel Oppvaskmaskin PC Komfyr Lys stue Lys kjøkken Varmtvannstank kwh pr. år Figur 4.1 Årlig forbruk, fordelt på ulike typer av belastninger(ikke stratifisert) 12x av 23

12 4.2 Målinger hos flere nettselskap Måling av strømforbruk til elektriske apparater er gjennomført hos husholdningskunder tilknyttet nettselskapene FosenKraft, SFE, Hafslund, FEAS og NTE, se Tabell 4.1. Tabell 4.1 Oversikt over målinger gjennomført hos FosenKraft, SFE, Hafslund, FEAS og NTE Kategori Antall Kategori Antall Kategori Antall Vaskemaskin 59 Kombiskap (kjøl/frys) 29 Plasma TV 6 Oppvaskmaskin 51 Vannkoker 2 Komfyr 29 Tørketrommel 36 Varmepumpe luft/luft 9 Kjøkkenvifte/Ventilasjonsaggregat 3 Kjøleskap 37 DVD spiller Router Fryser 57 Bærbar PC 15 LED TV 3 PC m/skjerm 31 Varmtvannsbeholder 53 PC u/skjerm Lampe stue 31 Lys kjøkken 19 Varmepumpe luft/vann CRT TV 24 LCD TV 31 ElBil 1 Når det gjelder analyse av belastningsprofiler for ulike husholdningsapparater har prosjektet valgt å slå sammen måledata fra alle fem nettselskap og gjennomføre en felles analyse av disse. Sammenslåing av måleresultatene vil øke statistisk utvalg. Prøveanalysene hos det enkelte nettselskap viste at enkelte grupper av målte belastninger hadde veldig få deltakere og store avvik. Sammenslåing av resultatene er også gunstig med hensyn til konfidensialitet av innsamlede resultater. Følgende figurer fra Figur 4.2 til Figur 4.13 viser belastningsprofiler for tolv ulike typer belastninger. Hver figur inkluderer to profiler: ukedag og helg kwh/h.3.2 Ukedag Helg Figur 4.2 Vaskemaskin 12x av 23

13 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.3 Oppvaskmaskin kwh/h Ukedag Helg Figur 4.4 Tørketrommel 12x av 23

14 .6.5 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.5 Kjøleskap kwh/h Ukedag Helg Figur 4.6 Fryseboks 12x av 23

15 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.7 Datamaskin.6.5 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.8 Lampe stue 12x av 23

16 .3.25 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.9 Lampe kjøkken kwh/h Ukedag Helg Figur 4.1 TV 12x av 23

17 .3.25 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.11 Vannkoker.12.1 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.12 Komfyr 12x av 23

18 kwh/h Ukedag Helg Figur 4.13 Varmtvannsbereder W Hot water Lighting Other Residual Space heating Figur 4.14 Total estimert profil for gjennomsnittlig husholdningskunde, basert på målinger gjort i ElDeK-prosjektet (hovedkategorier) 12x av 23

19 W Residual Space heat Washing machine TV Kettle Fridge Freezer Dryer Dishwasher Desktop pc m.monitor Cooker Light livingroom Light Kitchen Water heater Figur 4.15 Total estimert profil for gjennomsnittlig husholdningskunde, basert på målinger gjort i ElDeK-prosjektet (alle kategorier) 12x av 23

20 5 Referanseliste [1] Andersen, Arne. Enda romsligere for dem som bodde romslig fra før. SSB 24 [2] Sæle H., Rosenberg E., Feilberg N., State-of-the-art: Projects for estimating the electricity end-use demand. Teknisk rapport TR A6999, SINTEF Energi AS, Trondheim 21 [3] 12x av 23

21 Vedlegg 1 Forkortelser CRT TV KMB LCD TV LED TV NVE SD SFE VVB Cathode Ray Tube Television Kompetanseprosjekt med Brukerfinansiering Liquid-crystal display Television LCD TV som bruker LED (Light Emitting Diod) til å belyse skjermen Norges vassdrags- og energidirektorat Secure Digital Sogn og Fjordane Energi Varmtvannsbereder 12x av 23

22 Vedlegg 2 Spørreskjema Spørreundersøkelse Takk for at du deltar i forskningsprosjektet Kunnskap om el.spesifikt forbruk og at vi får måle strømforbruket til elektriske apparater hos dere! Denne spørreundersøkelsen gjennomføres fordi vi trenger litt ekstra informasjon om husholdningene hvor det elektriske forbruket blitt målt. Vi ber dere derfor om å fylle ut følgende skjema og at dere returnerer det til oss etter endt måleperiode - sammen med måleutstyret. Navn Telefonnummer E-post Adresse Postnummer/-sted EAN-nummer SPØRRESKJEMA 1. Angi boligtype (Sett ett kryss) Enebolig Leilighet Firemannsbolig Rekkehus Tomannsbolig Annet, spesifiser: 2. Angi boligens byggeår (cirka)? (fire siffer) 3. Angi boligens netto boareal (cirka)? kvadratmeter 4. Hvilke oppvarmingskilder finnes i boligen (Sett gjerne flere kryss)? Elektrisk oppvarming Parafin Fellesoppvarming/ Fjernvarme Olje Gass Varmepumpe Vedovn Annet, spesifiser: 5. Hvor stor andel av oppvarmingen i boligen blir som regel dekket av elektrisitet? (Sett ett kryss) Kun elektrisitet Mindre enn 5% elektrisitet Mellom 5% og 1% elektrisitet Ingen elektrisitet til oppvarming 12x av 23

23 6. Har du mulighet for automatisk tidsstyring av energibruken din ved hjelp av natt- og/eller dagsenking (Sett ett kryss)? Nei Ja, men benytter meg ikke av det Ja. Jeg bruker det jevnlig 7. Brukes elektrisitet til oppvarming av varmtvann? Ja Nei 8. Har dere installert sparedusj? Ja Nei 9. Har dere varmekabler for elektrisk gulv- eller takvarme? Ja Nei Hvis Ja på spm. 9; Hvor mange kvadratmeter ut gjør dette? Bruker gulv- og takvarme å være på? Ja Nei kvadratmeter 1. Hvor mange personer består husholdningen av (Skriv antall)? Under 6 år 6-19 år 2-4 år år Over 62 år 11. Hvor mange personer er hjemmeværende på dagtid (Skriv antall)? 12. Angi varighet av utdannelse for den personen i boligen som har lengst utdannelse? Grunnskole Videregående skole Universitet/Høyskole, inntil 4 år Universitet/Høyskole, mer enn 4 år 13. Hva er husholdningens totale inntekt før skatt (Sett ett kryss)? 25 kr 25 5 kr 5 75 kr Over 75 kr Vil ikke svare I forbindelse med forskningsprosjektet skal det gjennomføres en grundigere analyse av måledata. Dette kan medføre behov for mer detaljert informasjon om husholdninger som deltar. 14. Kan vi i løpet av prosjektperioden sende dere ett større skjema med noen tilleggsspørsmål? Ja Nei All data vil bli behandlet konfidensielt, og resultatene vil ikke være sporbare til den enkelte husholdning. Takk for hjelpen! Kontaktinformasjon Kontaktperson ved nettselskapet: Fornavn Etternavn (E-post) Prosjektleder ved SINTEF Energi AS: Hanne Sæle (Hanne.Saele@sintef.no 12x av 23

24 Teknologi for et bedre samfunn