Sol Og Vind Plusshus i Porebetong Prosjektrapport ISBN 978-82- 90122-65- 7 Ref: 2010/8530-5
Innholdsfortegnelse 1.0 Bakgrunn for prosjektet. Målsetting. 2.0 Prosjektets utvikling til nå 3.0 Materialvalg - porebetong 4.0 Teknologi- og systemvalg 5.0 Aktivt forum på www.sologvind.no som nyttig plattform for overføring 6.0 Veien videre 7.0 Sammendrag 8.0 Kildehenvisninger 9.0 Vedlegg 2
1.0 Bakgrunn for prosjektet. Målsetning. Formålet med prosjektet er å realisere en bolig i porebetong med energistandard på plusshusnivå. Boligen skal innfri kravene til universell utforming, og ellers ha en helhetlig miljøprofil med fokus på materialvalg, innemiljø, komfort, holdbarhet, brukeropplevelse og gjenbruk. Teknologien og løsningene som tas i bruk skal være ev en type som er tilgjengelige og realistiske for folk flest, på flere nivå og i ulik skala. Det er et overordnet mål at prosjektet skal være forbilledlig, og det lages derfor en hjemmeside, sologvind.no, hvor det presenteres innhold som omhandler erfaringer fra research og utvelgelsesprosesser, utprøving av materialer, nyheter relatert til energi, miljø, bygg og bolig. Siden inneholder nyhetsartikler, blogg, nyttige linker, og gjenspeiler læringsprosessen vi kontinuerlig gjennomgår underveis i prosjektet. Vi ønsker å vise at det også i Norge er fullt mulig å bygge miljøbolig på fornuftig budsjett, fortsatt med bokomfort, brukervennlighet og estetikk i fokus. Vi ønsker med dette prosjektet å ha en positiv vinkling på dagens miljø- og klimautfordringer, og vise at disse langt på vei kan løses med enkle grep og kjente materialer og eksisterende teknologi. Prosjektet finansieres med oppsparte midler og egeninnsats. Formell prosjektleder er Kjell Matzow, som også er innehaver av og daglig leder i Mks24 AS. Ingvild Adéle Matzow arbeider med formgiving og koordinering av aktører, mens Kjell Matzow står for de teknologiske og økonomiske sidene av prosjektet. 2.0 Prosjektets utvikling Status pr November 2012 Via diverse omveier og blindveier gleder vi oss over at prosjektet endelig har skutt fart i riktig retning. En rekke endringer har vist seg å være nødvendige, utviklingen prosjektet har hatt har ingen av oss kunnet forutse. Læringskurven til de involverte har vært bratt, og på tross av den store forsinkelsen ift den opprinnelige fremdriftsplanen, er det med glede vi kjenner på at prosjektets iboende verdi er langt høyere nå enn for to til tre år siden. Den opprinnelige planen var å realisere prosjektet plusshus i porebetong på en tomt i Nittedal Kommune. Det ble lagt ned svært mye ressurser i dette frem til sent på høsten 2011. Da hadde prosjektet møtt mye motvind, på tross av en god start med tilsynelatende stor imøtekommenhet og velvillighet. Beslutningen om å finne ny lokasjon ble gjort, og vi gikk for en tomt i Kragerø Kommune, nærmere bestemt på Bråtøyskogen på Skåtøy. Prosjektet vekker oppsikt og interesse både i lokalmiljøet og i nettverket av leverandører, samarbeidspartnere og andre entusiaster. Tidlig i 2012 ble ny tomt kjøpt, og prosessen med å kartlegge miljø- - og klimaforhold startet dermed på nytt dog mer effektivt enn første runde. Skåtøy har flere soldager i året, et stort pluss for utvinning av varme via solfanger og elektrisitet via solcellepanel. Vindstyrke og - karakter er tilnærmet 3 ganger bedre egnet til produksjon av elektrisitet. 3
Den nye tomten har få fellestrekk med den opprinnelige. Med ønske om minimal inngripen i, og maksimal god utnyttelse av omgivelsene, ble det lagt ned mye arbeid i å utvikle helt nye hustegninger med utgangspunkt i omgivelsene. Mye er helt forandret, men essensen i prosjektet er blitt bevart. Bokomfort i takt med miljøet og naturen, og ikke på tross av. Minimalt miljøavtrykk, og energimessig i pluss totalt sett over et helt livsløp. Gjennomførbart for folk flest, i både større og mindre skala. Som en del av overføringsverdien og ønske om å dele prosjektet mest mulig effektivt, har vi fått på plass utkastet til www.sologvind.no. Førstesiden beskriver godt intensjonen med websiden, og den er planlagt både på norsk og engelsk. Vårt prosjekt har sin egen respektive blogg, og presentasjon. Den er da interaktiv, nye innlegg presenteres som nyheter og de er åpen for kommentarer og diskusjon. Det er brukt mye tid på research etter dyktige produsenter / leverandører for å sette sammen en optimal kostnadseffektiv løsning i prosjektet vårt. Løsningene skal ikke være for avanserte eller kostbare, samtidig må de være effektive, brukervennlige og funksjonelle. Et utvalg av leverandører er allerede lagt ut på nettstedet, og vi har porebetongleverandør (H+H) som klarer våre spesifikasjonskrav. Som leverandør av hybridsolceller (Strøm+varme), vakuumrør, vedovn med vannkappe, tilkoblet systemet for vannbåren gulvvarme og varmtvannsforbruk for øvrig, har vi valgt Wee Trading, etter å ha vurdert mellom 15 og 20 alternativer. Det har skjedd svært mye på teknologifronten i prosjektperioden. Mye spennende og potensielt revolusjonerende, men det er viktig for oss at den er tilstrekkelig utprøvd og dokumentert for at vi skal vurdere å innlemme det i vårt prosjekt. Der vi har vært i tvil har vi brukt mye tid på ytterligere research og testing/innhenting av verifiserbar resultatdokumentasjon. Leverandøren vi tilslutt valgte har den nødvendige faglige tyngden i tillegg til miljø/kost/nytte- effekt, og samtlige installasjoner og komponenter i systemene er dokumentert kompatible og resultatmålt. Vi er i ferd med å inngå avtale om en 4kw husstandsvindmølle i prisområdet 250,000. Denne skal settes opp, og være funksjonell på aktuelle prosjektplass i forkant av byggestart våren 2013, slik at vi underveis begrenser strøm- forbruk med aggregat til et absolutt minimum. Dette er i tråd med prosjektmålsettingen. De største kostnadene som ikke er relatert til utstyr, tekniske løsninger, og produkter er følgelig arbeidstimer. Vi har som planlagt benyttet en arkitekt tidlig i prosjektfasen. Ingvild Adele Matzow har vært heltids engasjert i prosjektet i et drøyt år og i praksis gått i 100% stilling som prosjektkoordinator med ansvar for fremdrift, prosjektering, integrering av miljøteknologi, produktutprøving, møtevirksomhet, kommunale søknader, og medansvarlig for innhold og utforming av nettstedet sologvind.no. Websiden er inne i en omfattende søkemotoroptimalisering og integrering med flere sosiale media. Dette har en høyst vesentlig del av prosjektet, og vi mener at prosjektets overføringsverdi øker betydelig gjennom et slikt nettsted. Prosessen vi er i viser at det er stort behov for å samle ulike fag- og forskningsmiljøer på en måte som kan senke terskelen til å ta i bruk innovative løsninger for å tenke bærekraftig arkitektur og plusshus i Norge. I dag opplever potensielle miljøengasjerte utbyggere at de ikke finner nødvendig hjelp, 4
kompetanse, eller produkt som gjør bærekraftig utbygging mulig. Den informasjon som ligger tilgjengelig i dag er tildels ufullstendig, i enkelte tilfeller misvisende, og hovedvekten av håndtverkere/entrepenør- bransjen er ofte ikke oppdatert eller interessert. Fremdeles mangler vi eksempelvis elektrikere som har interesse i å integrere 12volt anlegg i enebolig. Å friste med positiv omtale og presentasjon til de som er positive til å tenke ut av boksen, og annerledes har derfor mer enn eń hensikt. Vi ønsker oss en smitteeffekt som vi kan oppnå ved å profilere aktører som tør å tenke annerledes. Zolas er et godt eksempel på et selskap som vi har stor tro på skal være med å løfte vårt prosjekt, og som i et større perspektiv kan bidra til å fremme våre ambisjoner. Dette er også en form for teknologi som kan integreres i eksisterende bygg. 3.0 Materialvalg Porebetong Boligen skal bygges med H+H sin Termoblokk, som er en lavenergiblokk med integrert isolering. Blokken fines i en tykkelse på 40 mm og 46 mm, med U- verdi på henholdsvis 0,13 og 0,09 W/kvmK. Vi har valgt sistnevnte. Porebetong er et materiale for arkitektegnede boliger, og oppfyller dagens krav til eleganse, funksjon og miljøriktig materiale. Målsetningen med å bruke porebetong er å få tilbake vakre, individuelle og miljøriktige løsninger. Sol og Vind Miljøbolig i porebetong er en konsept basert på naturens egne uorganiske stoffer bl.a sand, kalk og vann. Etter bearbeidelse gir det en mengde naturlige fordeler som enkel konstruksjonsteknikk, holdbarhet og et sunt inneklima som både arkitekten, håndverkeren og de som skal bo i huset kan dra nytte av. Fordeler ved bruk av porebetong i bygg Diffusjonsåpent materiale som gir sunt innehusklima Uorganisk materiale Fleksibelt/formbart Presis geometri Miljøvennlig Varmeisolerende Utprøvd God bæreevne Motstandsdyktig mot fukt og mugg Brannsikkert, klasse A1 5
4.0 Teknologi- og systemvalg 4.1 Oppvarming For at en bolig skal klare å produsere tilstrekkelig energi i form av varme og elektrisitet til at den blir selvforsynt er det nødvendig å redusere bruk av elektrisitet som direkte oppvarmingskilde til et absolutt minimum. Ifølge Statistisk Sentralbyrå var gjennomsnittlig energiforbruk/år i enebolig i 2009 25700kWh. Sintef Byggforsk har gjort en studie som viser at av det totale energiforbruket i en gjennomsnittlig husholdning, går 42 % til romoppvarming og 22 % til vannvarming. Dette utgjør totalt 64 %. Ved å benytte andre energikilder enn elektrisitet til disse formålene, reduseres dette behovet tilsvarende. Dette har vært et utgangspunkt for Sol Og Vind sitt plusshusprosjekt. De viktigste tiltak kan hovedsakelig deles inn i 3 områder: 1. Erstatte behovet for elektrisk oppvarming med miljøgunstig alternativ. 2. Energieffektiv utforming av bygg. 3. Redusert behov for elektrisk forbruk til øvrige formål. Solfanger Oppvarmingsbehovet skal i sin helhet dekkes av en kombinasjonsløsning med vakuumrør- solfanger som utnytter solvarmen fra sørvest- vendt tak i 45 graders vinkel. Denne leveres av Catch Solar Norge, som med sine prisvinnende design har dokumentert en temperatur på 100 grader celsius i solfangeren samtidig med 20 kuldegrader utetempratur. Denne formen for isolerte solfangere fanger opp inntil 1kw pr kvm. Her er det sesongvariasjoner, men selv på vinterstid har denne god effekt. Norske solenergiforskere uttaler at flere steder i Norden har minst like stort potensiale for utnyttelse av solenergi som solenergikjempen Tyskland. Førsteamanuensis Espen Olsen sier at dette ikke er noen overraskelse det følger tekstboka men er altfor lite kjent for almennheten, utenfor fagmiljøene. NORUT (Northern Research Institute) la i 2010 frem en fagartikkel som bekrefter dette, hvor flere solrike steder i Norge ble fremhevet på linje med bl.a. solrike Freiburg i Sør- Tyskland. Den kalde luften er heller ingen ulempe, tvert imot: den bidrar til kjøling av anleggene. Dette er nødvendig, og gjøres ellers av vifter. Boligen har en arkitetonisk utforming som effektivt skjermer og isolerer mot nord/nordøst, mens fasaden mot sørvest har store vindusflater som tar inn den lave vintersolen. Legg merke til overbygg som hindrer direkte sollys midt på dagen under sommermånedene, men slipper inn den lave, dyrebare vintersolen. SNITT C 6
Kakkelovn med vannkappe Med en optimalisert utforming og vindusplassering reduseres varmebehovet i selve konstruksjonen. Solfanger kan likevel ikke regnes med å levere mer enn ca 80% av det totale varmebehovet. I dette prosjektet, som har gratis tilgang på ved i store mengder i nærområdet har vi derfor valgt en avansert, men likevel enkel løsning der en moderne svanemerket kakkelovn med 850 l vannmagasin er koblet sammen med solfangeranlegget, og gir 22,5 kw varme som magasineres i 2-4 døgn i en akkumulatortank. Dette gir ekstremt energieffektiv fyring, og aktuelle ovn har en virkningsgrad på 87-88%. Varmen brukes til både gulvvarme i hele huset, tappevann, forvarming i oppvaskmaskin og vaskemaskin. For å demonstrere effektiviteten har vi lagt inn et svømmebasseng i en egen klimasone (se vinterhage sørlige fasade) som samtidig fungerer som en ekstern akkumulatortank nr 2. Hele systemet drives av en 12 volts pumpe som krever ca 80w forbruk. Systemet kan med andre ord fungere i ca 1 uke med normal drift med et enkelt fritidsbatteri + vedfyring, og holde hele boligen med oppvarming og varmtvann. Som reservetilførsel av varme vurderes det å installere en luft- vann hybrid varmepumpe som med 0,5kW forbruk gir 2,5kW effekt. Dette er likevel å anse som en nødløsning dersom boligen over tid er under ekstrem kulde, uten sol og med mangel på ved ikke klarer å opprette normal temperatur. Effektgraden vil i alle fall ligge på 1:4, og elektrisiteten vil være produsert på stedet - se nærmere beskrevet under pkt 4.2. 7
Litt om kakkelovnen. Her skjer forbrenningen ved høye temperaturer på over 1000 grader i forbrenningsrommet. Deretter passerer de varme røykgassene gjennom kakkelovnens lange rørganger, slik at varmen i røyken effektivt tas vare på og overføres til vannet i vannkappen. Røykgassene som til slutt slipper ut har en lav middeltemperatur på kun 140 grader C. 4.2 Elektrisk kraft Prosjektet kunne utmerket vært off- grid, men ettersom dette krever bruk av batterier som lagringsplass, overskuddselektrisitet i større grad må dumpes, og en off grid løsning etter vår mening inkluderer et nødaggregat, mener vi den beste løsningen er å benytte en to- veis strømmåler og selge overskuddskraft tilbake til kraftleverandør. På den måten fungerer kraftleverandør som nødaggregat og som lagringsplass når strøm produksjonen er over eget forbruk, og omvendt. Solceller Vi har valgt høyeffektive solcellepaneler på 28,8 kvadratmeter, som har kapasitet til å produsere 6kW elektrisitet, og lokale målinger viser at Kragerø kommune har i overkant av 8
240 soldager. Dette indikerer at forholdene her ligger bedre til rette enn i eksempelvis Freiburg i sørtyskland som er verdensledende på solcelle energi. Med aktuelle takvinkel, og sør- vestlig retning vil også vinterhalvåret gi tilstrekkelig med elektrisitet. Refleksjoner av snø vil også bidra positivt i de vintermånedene. Siste rapport, utgitt av solenergiforeningen, bekrefter dette. I solceller konverteres energien i solens stråling direkte til elektrisitet ved hjelp av den fotovoltaiske effekten. Solceller benevnes derfor ofte PV etter engelsk PhotoVoltaics. Den klart mest utbredte av solcelleteknologiene i dag er waferbaserte solceller laget av silisium. Monokrystallinske solceller er bygget opp av en silisiumkrystall, og overflaten er derfor homogen og helst også svart som innebærer at alt lyset absorberes i solcellen. Multikrystallinske solceller består av flere krystallkorn som gir det karakteristiske fargespillet i overflaten. Som tommelfingerregel kan man si at monokrystallinske solceller har høyere effektivitet, mens multikrystallinske solceller krever mindre energi å framstille og er derfor noe billigere for samme oppgitt effekt. Typisk solcellepaneleffektivitet er 12-20%. Prinsippet bak tynnfilmteknologi er å deponere meget tynne lag av solceller på et substrat og siden bygge en modul ut fra dette. Tynnfilmsolceller benytter gjerne materialer med direkte båndgap som gjør det mulig å absorbere lyset i et meget tynt lag. De vanligste typene er CupperIndiumGalliumSelenid (CIGS), CadmiumTellurid (CdTe) og ulike silisium varianter med amorft silisium. Fordelen med tynnfilm er at det gjerne er billig å produsere og man bruker lite material i forhold til waferbaserte solceller. Ulempen er at effektiviteten jevnt over er dårligere, og at man gjerne bruker mer eksotiske materialer. Tynnfilmsolceller som er deponert på et fleksibelt substrat er bøyelige, og det muliggjør integrasjon av solcellene i tekstiler, eller i ulike typer turutstyr. Typisk solcellepaneleffektivitet er 8-12 %. I konsentrert PV (eller CPV) konsentreres sollyset ved hjelp av linser eller speil ned på en liten meget effektiv solcelle. Dette har to fordeler, for det første kan man dekke en mye mindre del av arealet med de kostbare solcellene (konsentrasjonsfaktorer på 500-1000 x er demonstrert). For det andre vil effektiviteten i solcellen faktisk øke med konsentrasjonsfaktor (opp til et visst punkt). Effektiviteter i overkant av 40 % er vist i laboratoriet ved å kombinere tre eller flere lag av solceller som hver virker effektivt i sin del av solspekteret. Ulempen med konsentrert PV er at en kun utnytter det direkte sollyset, så slike anlegg opererer best i ørkenstrøk og områder med lite skyer eller fuktighet i luften. I tillegg er installasjon av slike anlegg mer omfattende, da de må installeres med en dobbelakset tracker for hele tiden å peke mot solen. Dette øker imidlertid utbyttet fra solcellen. Ved høy konsentrasjonsfaktor vil man gjerne også trenge kjøling av solcellen for å unngå overoppheting og redusert effektivitet. Paneleffektiviteten ligger rundt 20-40 %. 9
Vindturbin Norge har svært store variasjoner, og Kragerø har en av de beste forutsetninger for stabil vindbasert strømproduksjon. Utfordringer med kastevind, og støy elimineres med moderne teknologi da vi har valgt vertikal vindmølle. Modell UGE 4K er veldokumentert. Tilsvarende vindturbin har blitt installert på Operabygget i Oslo. Vår vindturbin har en kapasitet på 4kw, og allerede ved 2,5 m/sek begynner den å produsere elektrisitet. Vindutrbin og solceller drar nytte av skiftende vær. Når det er overskyet blåser det gjerne, og på enkelte solrike dager kan det i perioder være vindstille. Lokale målinger viser at Skåtøy har et års- snitt på ca 7m/sek. Annual Energy at 5.5 m/s 6000 kwh/yr Sound level at 12 m/s according to IEC 61400-11: < 38 db Dette forteller oss om UGE 4K: - starter produksjonen av elektrisitet allerede ved 3,5m/s, og ved en års snitt vind på 5,5m/s vil denne produsere omlag 6000 kwh/år - NB Skåtøy har ca 7m/s snitt = dobbel produksjon - UGEs kapasitet er på 4kw kontinuerlig produksjon. - Støy mindre en 38 db = ikke et problem. (og dette ved 12m/s vind hastigheter. ) En vertikal vindturbin er ideelt for vårt prosjekt. Vi unngår sjenerende store blader og støyproblemer. En vertikal turbin er estetisk, nærmest som et skulpturelt kunstverk, og tilsvarende installasjon er montert på Den Norske Opera. Produksjonen tilsvarer forventet total årsforbruk, og sammen med et effektivt solcelleanlegg har vi beregnet en overproduksjon på 6000kw/år. Grunnen til dette er at det ikke alltid er sol, og ikke alltid er vind, og at dette sikrer stabil drift utover alle årstider dag og natt. Dette kombinert med kakkelovnspannen danner et ideelt fundament for stabil produksjon av varme og elektrisitet. 10
Vertikal vindturbin er enklere å vedlikeholde, og er bedre egnet for typiske Norske vindforhold. Viktige komponenter ligger plassert på bakkeplan, en tåler kastevind vesentlig bedre, og utnytter alle vindretninger i motsetning til den klassiske horisontale vindturbinen som ikke utnytter kastvind, og får slitasje og skader av uregelmessige vindforhold noe som er typiske i norge. Estetisk utrykk, høy effekt fra lave vindhastigheter og minimal støy. Rated Power Cut- in Wind Speed Rated RPM Survival Wind Speed Rated Wind Speed 4000 W 3.5 m/s (7 mph) 125 RPM 55 m/s (123 mph) 12 m/s (26 mph Solfanger hybrid Tidlig i prosjektfasen var vi sikre på at energi fra både sol og vind skulle utnyttes. Dette er energi som utfyller hverandre. Norge har like gode forutsetninger for solenergi som eksempelvis byen Freiburg i Sør- Tyskland. Solenergi kan ta mange former. Når det gjelder elektrisitetsproduksjon, er det solcelleteknologi som benyttes, men til varmeproduksjon er det solfangere som gjelder. Solfangere, eller termiske solfangere som de ofte kalles, er det mest effektive redskapet for å utnytte solenergi. Flere produsenter mener solfangerne deres utnytter opp mot 80 prosent av den innstrålte solenergien. Til sammenligning kan de mest effektive solcellene på markedet utnytte drøyt 20 prosent av den innstrålte energien. Hvordan fungerer en solfanger? Solceller fungerer best i kulde, og vi har derfor valgt en hybridløsning solcellepanel som også fungerer som tilleggs- solfanger. Denne kan på varme sommerdager reverseres og fungere som kjølesystem til solcellepanelet og øke effektiviteten med om lag 20%. Solfangere er basert på en enkel og effektiv teknologi. På samme måte som asfalt blir svært varm av solen, blir en mørk plate på solfangeren også bli varm når solen stråler på den. På denne måten samler solfangeren energi, og siden solfangeren er godt isolert, blir ikke den mørke platen inne i solfangeren like nedkjølt av omgivelsene som asfalt ville blitt. Temperaturen blir derfor høy inne i solfangeren. Bak den mørke platen i solfangeren sirkulerer en væske som varmes opp av platen. Denne væsken tar med seg varmen inn i varmelageret til bygningen solfangeren er montert på. Dette varmelageret er i prinsippet en stor varmtvannstank. Så snart varmen er inne i varmelageret kan den brukes til å varme opp tappevann eller til å varme opp vann til et eventuelt vannbåret oppvarmingssystem i bygget. De dagene solen ikke stråler inn nok varme til solfangeranlegget, må varmetanken ha en alternativ varmekilde. Her er det vanlig å bruke varmepumpe, bioenergi eller elektrisitet for 11
å dekke bygningens resterende varmebehov. Vi har i vårt prosjekt valgt å kombinere solfangeranlegget med en meget effektiv og rentbrennende Svensk Kakkelovn med vannkappe, se eget kapittel og illustrasjon. Som reserveløsning vil en hybrid varmepumpe som trekker kun 0,5kw leverer 2,5kw varme. Varmepumpen vil benytte elektrisitet produsert av egen vindturbin UGE 4K. Solfangere kan legges som paneler oppå takplatene eller på utsiden av veggen. De kan også integreres i bygningsstrukturen ved at deler av tak- eller veggkledningen blir erstattet med solfangere. Vi har valgt å designe solfangere som en del av taktekket, og sparer med dette kostnader tilsvarende overflaten solfanger anlegget dekker. Takvinkel er vinklet for optimal solstråling, og himmelretningen optimalisert i sørgående retning. Hvor stor en solfanger må være for å dekke en betydelig andel av bygningens energibehov, avhenger av solinnstrålingen på stedet hvor solfangeren bygges. Ut ifra beregninger Enova har gjort, vil en solfanger på omkring 25 m2 kunne dekke nesten 50 prosent av energibehovet til en enebolig i Osloområdet. I dette regnestykket legges det til grunn at solfangeren er montert hvor den utnytter energien mest effektivt, på et sørvendt tak med 60 graders helling (Enova, 2008). I følge beregninger fra Catch Solar er Optimal vinkel i Oslo- området 75 grader, men solfangeren utnytter solenergien med omtrent samme effekt også ved vanlige takvinkler. Det er derfor ikke så nøye om vinkelen er 22 grader eller om den er 75 grader. Plassering på vegg dvs. 90 grader fungerer også godt. Effektforskjellen er marginal. Ifølge Enovas kjøpsveileder for dem som skal installere solfanger, passer solfangere best for bygninger som bruker mye varmt vann og som har et energiforbruk på over 20.000 kwh per år. Solenergi effektivt også i Norge Solinnstrålingen i Norge er 1 kw m² på en klar soldag i mai eller juni. Med effektive solfangere kan det meste av denne energien akkumuleres for bruk til varmtvann og varme, 550 Watt/m2 ved vår- og høst- jevndøgn og 150 Watt/m2 ved vintersolverv. Det betyr at du selv på en veldig kald vinterdag med - 20 grader, får verdifull solenergi dersom du har sol. Utetemperaturene har bare marginal betydning i forhold til solenergien. Snø virker dessuten som effektiv reflektor og øker varmeproduksjonen. Solvarme er en miljøvennlig oppvarmingskilde, og en kilde vi vil komme til å trenge mer og mer av i fremtiden, når oljeressursene tar slutt og elektrisiteten rasjoneres. Vi snakker her om solfangere for distribusjon til akkumulator eller vannbåren varme, flatpanel og vakuumpanel. Flatpanelet er enkelt bygget opp med kobberrør som er festet til en absorbatorplate, som er en farget solstrålemottaker. Panelet er isolert i bakkant, og med en glassplate i front. Solarvæsken transporterer energien til en akkumulator. Noe av energien lekker ut igjennom isolasjon og frontglasset. 12
Vakuumpanelet har kobberrørene plassert ned i vakuumrørene. Vakuumrørene har en mørk farge som absorberer solstrålene, og energien ledes raskt inn i solarvæsken som transporterer energien til akkumulatoren. Vakuum er den beste isolatoren, og nesten all innstrålt energi fanges opp. Vi har valgt å benytte høyeffektive vakuumpaneler fra Catch Solar. For begge panelene er det omgivelsestemperaturen som er avgjørende for energitap i kollektor. På våren og høsten kan temperaturen ute være ganske lav samtidig med at solintensiteten kan være meget god. Vakuumpanelet ivaretar innstrålingseffekten i vesentlig større grad enn et flatpanel under slike forhold. Rørene fanger opp solstrålene bedre enn en plan flate, og spesielt på tidlig morgen og sen ettermiddag, og tidlig og sent i "sesongen" får man utnyttet solenergien på en bedre måte. Når et solfangeranlegg kjøres sammen med en rentbrennende vedovn med vannkappe blir dette ekstremt effektivt. Med tilstrekkelig stor akkumulatortank vil dette lett dekke boligens totale behov for oppvarming, og tappevann året rundt. Erfaringer fra Sverige viser at selv boliger som ikke holder passivhusstandard, og eldre boliger med svakheter i islolasjon og tetthet oppnår å dekke 100% av sitt oppvarmingsbehov med et slikt kombinasjonsanlegg. I aktuelle prosjekt har vi god standard på isolasjon, og optimale forhold for opptak av solvarme. Vi har i prosjektet estimert 25kvadratmeter solcellepaneler, og en kontinuerlig produksjon på omlag 6kw effekt, tilsvarende årsproduksjon på 8000kw. Ettersom utviklingen på dette området har gått raskere en noe annet, har vi ikke bestemt oss for produkt / merke pr d.d. Det pågår bl.a energimesse i Freiburg i Tyskland og vi følger interessert med i den siste utviklingen. Effektutnyttelsen i solceller forventes å øke betraktelig i tiden fremover. Nøyaktig hvor mye vet vi ikke enda, men solceller kjøpes inn mot slutten av den praktiske ferdigstillingen av prosjektet for å sikre "høyest mulig effekt pr kvadratmeter" vi håper å nærme oss 8kW. Bruk av solfangere i Norge i dag I Norge har ikke solfangerteknologien vært særlig mye utnyttet, men potensialet er stort. Kina har benyttet solfangerteknologi lenge og er landet med flest solfangere. Kineserne hadde en installert kapasitet på 79,9 GW i 2009. På andreplass ligger Tyrkia med 7,1 GW, tett fulgt av Tyskland med 6,1 GW. (Weiss mfl, 2009). Det har lenge rådet en oppfatning i Norge om at vi ligger for langt nord til å utnytte solenergi og at det ikke er noen vits i å utnytte sol til å varme opp vann og boliger her i landet. Dette er bare en myte. Et godt plassert solfanger på en norsk bygning kan levere opp mot 60 prosent av det årlige varmebehovet til bygget. Svenskene har 13 ganger flere og danskene 28 ganger flere solfangere i forhold til innbyggertallet enn hva nordmenn har. Her i landet har man bygget to m2 solfangere per 1000 innbyggere, mens Sverige har 35 m2 og Danmark har hele 70 m2 (Aftenbladet, 2009). 13
Systemer som kombinerer vind og solenergi har blitt gjort mulig ved siste teknologiske utviklingen. De er integrert lett inn i de fleste hjem og er ofte forbundet med en batteri- backup system som gir energi sikkerhet i tilfelle av rutenettet feil. Kombinere fornybare energisystemer har mange positive fordeler for huseiere. Blant dem er: A.) Økt og konsekvent energiproduksjon B.) Mindre nødvendige plass per installasjon En naturlig, negativ korrelasjon mellom sol og vind- kraftproduksjon: når den ene er høy, har den andre en tendens til å være lav. Den mest åpenbare forskjellen er mellom dag og natt. Men på en større skala, sesongmessige endringer er like viktige. Kortere dager og høyere gjennomsnittlig vindhastighet begrenser solenergiproduksjon i løpet av vintermånedene, mens lengre dager gir rikelig med sol i sommermånedene. Ved overproduksjon kan man velge løsninger med backup- batterier om man vil være off- grid; ikke tilkoblet lokalt strømnett. Om man vil være on- grid, finnes det løsninger for å selge overskuddselektrisitet til strømnettet, og få en inntekt på dette. Den andre fordelen er knyttet til den fysiske plassen som kreves for fornybare energisystemer. For solcellepanel plater, øker nødvendig areal nesten proporsjonalt med effekt. For eksempel krever en to- kilowatt solsystem dobbelt så mye plass som et en- kilowatt system. For vindenergi, øker imidlertid plassbehov bare marginalt. Mastens base er den eneste nødvendige fotavtrykk på bakkenivå. Selv en standard fire- kilowatt turbin krever ca 25% så mye plass som en tilsvarende solsystem. Til sammen kan hybrid vind / solsystemer skape balansen vi er ute etter i vårt prosjekt mellom kostnader, energiproduksjon, og plass. Når dette kompletteres med vannbåren vedfyring til felles varmeakkumulator er systemet en komplett brukervennlig helhet i tråd med prosjektets intensjoner. Økonomi Prisen på et solvarme- anlegg avhenger av størrelsen og dette avhenger igjen av ditt energibehov. Ved å benytte en solenergikalkulator kan du beregne hvor mye solenergi du trenger og hvor store solfangere du trenger for å dekke energibehovet ditt. Dersom du skal dekke varmtvann til en familie så trenger du sannsynligvis ikke mer enn 6 m2. Skal du dekke både varmtvann og oppvarmingsbehov, så kan du regne mellom 10 og 15 % av bygningsarealet som solfangere. Erfaringstall tilsier at prisen per kvadratmeter med solfanger ligger rundt 3500,- ferdig installert med solfanger, varmelager, koblinger, rør og styringsenhet (ref. Catch solar) 14
4.3 Styresystemer og sammendrag teknologi Det finnes flere velfungerende og relativt enkle styringssystemer for varmeproduksjon og elektrisitet produsert av sol- og vindenergi. En enkel toveis måler viser over- eller underproduksjon, og det hele kan overvåkes på en webbasert enhet. Forbruket kan tilpasses, og strømkrevende utstyr kan eksempelvis benyttes i perioder med god produksjon. For fremtidige beboere er det viktig at systemet ikke krever mye vedlikehold, og at komforten oppleves som god eller svært god. Erfaringer fra solcelleanlegg fra 1970 tallet som fungerer i dag er gode eksempler på at miljøriktig teknologi ikke nødvendigvis krever at man er vaktmester på heltid, og siste generasjon solfanger har betydelig oppgradert. I svært mange land utenfor Norge er mye av denne teknologien i daglig bruk, slik at risikoen til prosjektet i stor grad ligger i gjennomføringsevne og lokale tilpasninger, ikke i teknologien i seg selv. 5.0 www.sologvind.no - Aktivt nettforum som plattform for kunnskapsformidling Idéen til nettsiden sologvind.no tok form tidlig i prosessen, da vi selv gjerne skulle ønske at det fantes en slik side. Mangfoldet av tilbydere av energi- og miljøteknologi, er stort og uoversiktlig, og av meget varierende seriøsitet og kvalitet, og man kan fort gå seg vill. Etter hvert som vi opparbeidet oss en viss oversikt over, og varierende erfaringer med det som fantes der ute, så vi at om dette ble tilgjengelig for flere enn oss, ville kanskje også flere våge å igangsette miljøvennlige, bærekraftige byggeprosjekter. Det er lagt mye arbeid ned i nettsiden sologvind.no, og den er på mange måter et helt prosjekt i seg selv, i tillegg til selve boligen. Flere parter har vært involvert i denne prosessen, og det har tatt tid å få den slik vi ønsket. Siden er nå lansert i ny drakt, og vil i nærmeste fremtid ha flere ukentlige oppdateringer og innlegg. Vi har hittil ikke funnet noen tilsvarende norsk side, og tilbakemeldingene vi har fått fra de vi har samarbeidet med, sier det samme. I både Danmark og Sverige finnes det en liten håndfull slike sider, og de er velidg bra. Vi gleder oss over å være i forkant, og ser veldig frem til fortsettelsen. Siden skal presentere prosjektet plusshus i porebetong blant annet gjennom blogginnlegg, men den er så mye mye mer enn dette. Mulighetene til å bygge ut og på denne plattformen er uendelige. Etter å ha gått diverse omveier hva tilbydere av webrådgivning angår, har vi nå engasjert et virkelig dyktig team. Deres fokus har denne måneden vært: komplett oppgradering og strukturering integrering av blogg og sosiale medier internlinkning og søkemotoroptimering siden bygges i responsive design flytting til dedikert server Strukturen er lagt, og vi kommer til å starte oppbygging av en artikkeldatabase (i tillegg til blogg). Dette for å romme idéene og behovet vi har for fremtiden. Det er viktig at vi tenker langsiktig. Vi har nå en plattform som tåler alt som måtte komme av utvidelser. Alle disse mulighetene for utvikling skal inntil de taes i bruk "ligger skjult", slik at det aldri oppleves 15