Solenergi på lager
af: Arkitekt og projektleder Jørgen Søndermark, Realdania By & Byg
Beboerne i en boligblok i Søborg løber ikke tør for strøm lige med det første. De er nemlig med til at teste et helt nyt flowbatteri, som lagrer energien fra ejendommens solpaneler. I kroner og øre betyder det en årlig besparelse på cirka 10.000 kroner.
Muligheden for lagring af energi er guld værd for beboerne i de ti lejligheder i BOLIG+ ejendommen, som er Danmarks første reelt energineutrale etagebyggeri. Her bliver der typisk - som i de fleste andre husstande - brugt mere energi om aftenen end om dagen, hvor solcellerne er aktive, og derfor er der behov for at kunne lagre energi til aftenbrug.
På den måde risikerer beboerne ikke, som nogle forbrugere oplever det, at skulle betale 2,20 kroner for at købe en kW, men kun få 15 øre fra elselskabet ved salg af én. Sådan er den politisk bestemte afregningsform for betaling for overskuds-el fra solceller nemlig.
Desuden er muligheden for energilagring med til at understøtte hele visionen for BOLIG+ ejendommen, som blev opført for netop at vise, at det er muligt at bygge en boligejendom, som på egen matrikel og via solpaneler kan producere energi nok til både at dække det reelle, samlede forbrug af varme og vand og beboernes eget forbrug af husholdningsstrøm, alt sammen inden for et almindeligt budget.
Flowbatteri for forbrugere
Det er virksomheden VisBlue fra startup-miljøet i Aarhus som står bag det nye flowbatteri. Virksomheden har i et par år arbejdet på at udvikle batterier, der kan lagre energi produceret af solceller og vindmøller, så det bliver mere attraktivt at producere egen sol- eller vindenergi - både i forhold til økonomi og i forhold til grøn tankegang og bæredygtighed.
Men ét er forskning, innovation og udvikling, noget andet er brugbarhed og skalérbarhed for forbrugerne. Det er her, BOLIG+, som Realdania By & Byg byggede i Søborg uden for København for to år siden, kommer ind i billedet.
Energieffektivisering på 66 procent
Med VisBlue’s batteriløsning kan forbrugerne udnytte langt mere af den energi, som de producerer ved hjælp af solceller eller vindmøller.
I dag siger en tommelfingerregel, at private el-producenter udnytter cirka 30 procent af den energi, de producerer, mens de sidste 70 procent sendes ud i den blå luft eller ud på el-nettet.
Med Visblue’s batteriløsning kan der udnyttes 50 procent af den privatproducerede energi, svarende til en energieffektivisering 66 på procent.
I BOLIG+ betyder det, at 7.200 kW ikke længere købes og sælges af energiselskabet. Ejendommen har selv strøm på lager og sparer på den måde cirka 10.000 kroner om året.
Sådan virker det
I al sin enkelhed bygger VisBlue’s batteriteknologi på grundstoffet vanadium, der gennem en såkaldt Redox Flow proces er i stand til at oplagre energi. Det sker i et system med to tanke, hvor der mellem tankene er placeret en pumpe og en stak med en indbygget membran.
I membranen udveksles ioner mellem væsken med vanadium mellem de to tanke, som er forudsætningen for den kemiske reaktion i flowbatteriet, der sikrer, at overskydende energi kan oplagres i batterierne til senere brug.
Når strømmen gemmes i en tank med væske i stedet for selve den strømgivende del i batteriet, kan batteriet desuden skræddersys, så det passer præcist med det forbrug, der er i en ejendom. Det betyder, at hvis strømforbruget i ejendommen ændres - enten op eller ned - så kan batteriet tilsvarende ændres. Et traditionelt lithium-ion batteri, kendt fra fx Teslas elbiler, kan derimod kun købes som en samlet ’pakke’.
Foto: prototype installation på Aarhus Universitet
Stort potentiale
Også andre faktorer betyder, at Redox Flow-teknologien har et stort udviklingspotentiale, som på sigt kan give endnu bedre økonomi i batteriinstallationer.
Batteriet har en meget lang levetid. Det kan tåle at blive ladet og afladet væsentligt flere gange end et li-ion batteri til private solcelleanlæg, som typisk kan klare 3-4.000 ’cykler’. Forventningen er, at det nye væskebatteri mindst matcher levetiden på solcelleanlægget i BOLIG+, det vil sige mere end 25 år, og mere end 10.000 cykler.
Hertil kommer, at flowbatteriet ikke udgør nogen brandfare, hvis batteriet kortsluttes, hvorimod der i et li-ion batteri vil ske en væsentlig større energiudladning, som i værste fald kan forårsage brand.
Ideen bag BOLIG+
BOLIG+ er resultatet af en vision, der tog form i 2005 i forbindelse med EnergyCamp 05. Her var en række repræsentanter fra byggesektoren samlet for at søge nye svar på spørgsmålet om, hvordan man kan udvikle energirigtige boliger til verdens voksende befolkning.
Visionen udmøntede sig blandt andet i fem BOLIG+ dogmer, som huset i Søborg er funderet på:
- Energineutralt på årsbasis, inklusive el til belysning og apparater.
- Intelligent og betjeningsvenligt.
- Fleksibelt i brug og over tid.
- Godt og sundt indeklima.
- Høj arkitektonisk kvalitet, tilpasset lokal kontekst.
Foto: kabinet med VisBlue system installeret i Bolig+ i København
Solcelleanlægget i BOLIG+
BOLIG+ bygningen producerer lige så meget energi, som den bruger til varme, varmt vand og bygnings-el. Bygningen er desuden bygget og indrettet til at kunne levere omkring 1.700 kWh el pr. år til de enkelte lejligheders individuelle forbrug, og selve solcelleanlægget har en effekt på 39 kW, og er dimensioneret til en produktion på 40.000 kWh el om året.
For at kunne levere 40.000 kWh el om året er solcelleanlægget specialudviklet på alle leder og kanter. Derudover har de æstetiske krav også krævet en lang række specialløsninger for solpaneler.
- Panelerne er store - op til 2 gange 3 m pr. stk.
- Panelerne stikker ikke markant ud fra bygningen.
- Panelerne er monteret i en alu-ramme, som ikke er synlig.
- Panelerne giver ikke genskin, og selve cellerne er usynlige.
- Panelerne fremstår som en integreret del af husets arkitektur.
Teknikken i BOLIG+
BOLIG+ er bygget efter den skrappe BOLIG+ standard, som på baggrund af en mere realistisk vurdering af energiforbruget, skal gå i nul, inklusive et husholdningsforbrug på 1.712 kWh. BOLIG+ huset lever, uden solcelleanlægget, op til BR2020 kravene, hvis krav til energirammen er et energiforbrug på højst 20 kWh pr. kvadratmeter årligt – til opvarmning, varmt vand, ventilation og evt. køling.
Det lave energiforbrug opnås blandt andet i kraft af følgende tiltag:
- Høj tæthed og god isolering af bygningens klimaskærm.
- Enkelt designet bygningskrop.
- Behovsstyret ventilation med et mekanisk anlæg, hvor varmen genvindes.
- Varmegenvinding på varmt brugsvand.
- Feedback til brugerne om deres forbrug.
Lejlighederne opvarmes med radiatorer frem for gulvvarme. Det skyldes, at gulvvarme er en relativt træg opvarmingsform og derfor bruger mere energi end radiatorer. Samtidig viser erfaringer, at beboere hurtigt indstiller sig på, at gulvet konstant skal være behageligt lunt, og derfor kommer til at hæve deres energiforbrug med gulvvarme.
