PROSJEKT FOR INNSAMLING AV ERFARINGER OG DRIFTSDATA FRA PILOTANLEGG BIOBRENSEL OG VARMEPUMPER I VEKSTHUS. Sluttrapport for Gartneri G Veksthusanlegget er ca 2400 m2 med produksjonsareal og utsalg. Veksthus, form, tekkemateriale areal Fyrrom m/ varmepumpe Gartneriet ligger i tettbygd strøk. Veksthuanlegget består av 5 permanente hus bygd sammen med smale ganger slik at det fremstår som en form for blokkhus.. Veksthusene har ulikt tekkemateriale med noe acrylplater og noe glass. Teknisk standard, alder og byggemåte gjør at gartneriet ellers kan beskrives som et gjennomsnittlig norsk blomstergartneri. Samlet oppvarmet veksthusareal er 2400 m2. Beskrivelse av fyranlegg Fyranlegget besto tidligere av elektrokjele og oljekjele. Oljekjelen var gammel. Våren 2009 ble det satt inn en luft til vann varmepumpe av fabrikat CEAT med avgitt varmeeffekt på 160 kw.
kwh Driftsform Virksomheten er basert på produksjon av blomster og planter for engrossalg og i eget utsalg. Mye produksjon er rettet mot sesongene vår og jul. Utsalget har åpent hele året. Tidligere energiforbruk og kilde. I 2007 var totalt energibehov for gartneriet 1 500 000 kwh. I 2009 var dette redusert til 1 100 000 kwh. Akkumulert forbruk av strøm 1600000 1400000 1200000 2007 1000000 2008 800000 2009 2010 600000 400000 200000 0 Gartneri Ghar gjennom flere år klart å redusere energiforbruket før de gikk til anskaffelse av varmepumpe. Begrunnelse for valg av teknologi Eierne så nødvendigheten av alternativ energiforsyning. Gartneriet har i flere år deltatt i en gruppe sammen med andre gartnere i tett energioppfølging. Med sin plassering inne i et boligstrøk ville det ikke være plass til biler for eventuell levering av flis. Da gjenstår varmepumpe som eneste aktuelle teknologi. Prosjektet Gartneri G inngikk et samarbeid med AF-gruppen som prosjekterte anlegget
Energioppfølging er gjennomført for dette prosjektet gjennom hele 2010 med ukentlige avlesninger og beregning av forbruk for alle energibærere. Gartneriet har i flere år før dette etablert et energioppfølgingssystem(eos). 1 Varmepumpe med lydfelle 2 lydisolerte kompressorer
Regnskap Prosjektet kostet brutto 1 540 000 og fikk 295 000 kroner i støtte fra Enova. Netto gir det en spesifikk kostnad på 7781 kroner pr kw. Byggeperiode Firmaet AF-gruppen tok det fulle og hele ansvar for installasjon og igangkjøring. Pumpen ble levert som en enhet og ble montert på fundamenterte søyler utenfor veggen av fyrrommet. Varmepumpen er plassert delvis inn i fyrrommet slik at kompressorstøyen i stor grad høres inne i fyrrommet. Kompressorene er i tillegg isolert som bildet over viser. Varmepumpen er montert på retursiden av ringledningen. Alt vann går deretter gjennom elektrokjelen for eventuell ekstra temperaturløft. Oljekjelen er normalt ikke koplet inn i varmekretsen. Drift Daglig drift av anlegget er svært enkel. Det er gartneriets klimacomputer som ber om en viss rørtemperatur. Ved temperaturer under -10 slås varmepumpa av. Virkningsgraden er da ikke spesielt god og driftstrykket er så høyt under disse betingelsene at det er bedre å stenge pumpen. Dimensjonering. Her ser vi hva de andre pilotgartneriene har installert. Kjærnsrød Guren Hauer Vaage Laanke de Haes Bredeli Hanevold Drivstua Gjennestad Daljit Sandaker Effekt på varmekilde 1 000 300 825 600 220 725 147 66 160 1 500 120 1 000 Veksthusareal 9 000 6 260 3 450 3 000 1 000 3 800 3 000 3 700 2 400 12 000 3 200 9 500 kw/da 111 48 239 200 220 191 49 18 67 125 38 105 Gangtid 3 918 4 414 2 390 2 256 1 551 3 195 4 429 2 695 Vanligvis beregner vi en teoretisk varighetskurve for å finne en fornuftig dimensjonering av fliskjel eller varmepumpe. En ønsker ofte at fliskjelen skal dekke 90% av årsvarmebehovet og varmepumpe 80%. Samtidig vil vi at kapitalkostnaden skal være så lav som mulig pr levert kwh. Det taler for en liten fyringssentral som kan gå mange timer på full effekt.
kwh Dekningsgrad varme Bredeli 61 % de Haes 77 % Drivstua 55 % Guren 41 % Hanevold 17 % Hauer 91 % Kjærnsrød 93 % Laanke 99 % Vaage 74 % Tabellen over viser at hos Drivstua dekker varmepumpa 55% av årsvarmebehovet. Gjennom dette prosjektet har vi registret varmeforbruket hver uke gjennom hele året og slik sette skaffet oss en faktisk og konkret varighetskurve. Riktignok på ukebasis og ikke pr time som kunne vært ønskelig. Tallene er sortert med høyeste energibehov først vises med blått i figuren under. I samme graf er det tegnet inn en grønn linje som viser mulig levert fornybar varme fra anlegget forutsatt en gitt gangtid pr døgn. 50 000 Varmebehov pr uke, sortert. 45 000 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000 5 000 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 uke Kurven viser at ved 15 timers daglig gange ved oppgitt effekt leverer varmepumpa 16 800 kwh pr uke. Dette er også maksimalt registrert leveranse i 2010. Dette er 46% av behovet den
kwh pr m2 i uka kaldeste uka i året. Kurven viser også at det skulle vært teoretisk mulig å dekke varmebehovet i 34 av årets uker. I praksis må varmebehovet dekkes innenfor en tidsramme på et par timer slik at spisslast er inne i betydelig flere uke enn dette. (se nedenfor) Energiforbruk: I gjennomsnitt har Gartneri G brukt 518 kwh pr m2 veksthus i året. T ota lt e ne rgiforbruk Ga rtne ri kw h/m2 og å r A 657 B 641 C 628 D 616 E 550 F 520 Ga rtne ri G 518 H 503 I 371 700 600 500 400 300 200 100 0 Totalt energiforbruk i kwh/m2 og år A B C D E F Gartneri G Gartneri H I Fordeling mellom lys og varme: 14,00 Gjennomsnittlig uke-forbruk av lys og varme 12,00 10,00 3,82 3,46 1,59 2,55 3,70 0,54 8,00 6,00 2,02 3,35 Lys Varme 4,00 2,00 0,00 A B Gartneri G D E F C B Gartneri
kwh pr m2 Pr måned fordeler forbruket seg slik : Total energiforbruk pr måned 140,0 Gass Olje Elkjel Lys Teknisk strøm varmepumpe Snitt alle gartnerier i prosjektet 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 jan feb mar apr mai jun jul aug sep okt nov des
Fordeling all energi pr måned, Gartneri G i 2010 des 15 % jan 20 % nov 13 % okt 8 % feb 14 % sep 5 % jun 2 % mai 4 % apr 6 % mar 10 % aug 2 % jul 1 % Fossil energi Nedenfor vises andelen fossil energi for dette gartneriet sammenlignet med de andre deltakerne i prosjektet.
kwh/ukem2 14,0 Gjennomsnittlig energiforbruk pr ukekvadratmeter 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 3,7 3,7 0,5 2,2 3,5 0,1 0,0 5,4 6,1 3,5 0,0 8,0 3,2 0,0 7,9 0,6 6,5 8,2 7,9 1,6 1,4 5,0 3,1 1,0 3,8 3,5 1,4 A B C D E F G Gartneri G I Gartneri El Fossil VP/Bio Andel fossil energi i forhold til el og VP/Bio 100 % 90 % 80 % 21 % 70 % 60 % 50 % 40 % 9 % 0 % 0 % 1 % 0 % 15 % 13 % El Fossil VP/Bio 30 % 20 % 10 % 10 % 0 % A B C D E F H Gartneri G I Som grafene over viser, bruker Gartneri G 15% fossil energi.
Tilsvarende leveranse av fornybar varme blir da Varme fra VP/Bio Ga rtne ri kw h/m2 og å r A 508 B 472 C 438 D 336 E 310 F 209 Ga rtne ri G 185 H 151 I 80 Gangtid Med uttrykket gangtid mener vi det teoretiske antallet timer anlegget måtte gå på full effekt for å levere gitt energimengde på årsbasis. Noen bruker også Driftstid om det samme. Ga rtne ri Ga ngtid, time r A Bio 3 942 B Bio 2 308 C Bio 2 538 D Vp 3 419 E Bio 1 624 F Bio 1 365 H Vp 4 481 Gartneri G - varmepumpe 2 779 I Vp 4 399 Gangtiden sier ofte noe om økonomien i prosjektet. Høy gangtid gir mange timer å fordele kapitalkostnadene på. Erfaringer gjennom dette prosjektet antyder at gangtid omkring 3000 timer veldig ofte gir god lønnsomhet. Gjennomsnittlig gangtid for alle biobrenselanleggene 2 355 timer Gjennomsnittlig gangtid for alle varmepumpene 3 770 timer
kwh Spisslast 40000 Forhold mellom spisslast og grunnlast (fornybar) 35000 30000 25000 20000 Spisslast fornybar 15000 10000 5000 0 1 11 21 31 41 51 Tid, uker Spisslasten er større en grunnlast i 11 uker. Maksimal spisslastleveranse på en uke er 34169 kwh. mens største ukeleveranse av fornybar varme er 16800 kwh. Kaldeste uka gikk det med 40149 kwh. Det betyr at 42 % av maksimalt effektbehov teoretisk kan dekkes med fornybar varme under gitte betingelser. Buffertank Figuren over og tallgrunnlaget viser at i 21 uker leverer anlegget mindre enn 60 % av antatt mulig. Det er rimelig å tro at i disse ukene ville en buffertank kunne bidratt vesentlig til bedre gangtid. Hvis varmepumpa i disse ukene kunne levert like mye som 90% av maks, betyr det 192159 kwh ekstra varme og tilsvarende redusert bruk av spisslast. Det ville betydd 1201 timer ekstra gangtid. Virkningsgrad varmesentral Årsvirkningsgraden(COP) har vært 2,7 i 2010. I perioden mai-august har vi beregnet virkningsgraden til 2,9.
Økonomi Forutse tninge r Be re gne t va rme pris for fornyba r va rme Effekt 160 kw Brensel /strøm 19,6 øre/kwh Rentefot 6 % Drift 3,5 øre/kwh Levetid 15 år Vedlikehold 2,2 øre/kwh Årsvirkningsgrad 280 % Kapitalkostnad 27,1 øre/kwh Timekostnad 300 kr/t Sum varmekostnad 52,5 øre/kwh Strømpris 0,55 kr/kwh Vedlikehold pr år Driftsarbeid, timer pr år 10000 kr 52 timer Inve ste ring Brutto investering 1 540 000 kr Investeringsstøtte 295 000 kr Netto investering 1 245 000 kr Årlige kapitalkostnader 120 350 kr Netto investering pr kw 7 781 kr/kw Fordeling varmekostnader 52 % 37 % Brensel /strøm Drift Vedlikehold Kapitalkostnad 4 % 7 % Beregningen over betyr at hvis alternativ energipris er spart 11300 kroner pr år på denne investeringen. 0,55 kr/kw, så har Gartneri G
Miljøregnskap Tidligere ble varmen levert både fra olje og elkjel. Hvis regner at all tidligere varme kom fra olje får vi følgende regnskap Levert fornybar varme i snitt over to år 444 620 kwh/år tilsvarende netto forbruk olje 44 187 liter Årsvirkningsgrad oljekjele 80 % totalt redusert oljeforbruk 55 234 liter /år Redusert CO2 176 747 kg/år Redusert Nox 166 kg/år Redusert SO2 276 kg/år