Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Termisk lagring af energi
Aarhus Maskinmesterskole – Bachelorprojekt Efterår 2012
Martin D. Sørensen
Kristian S. Sejersbøl
19-12-2012
Termisk Lagring af energi BA 2012E
2
Denne side er tom
Termisk Lagring af energi BA 2012E
3
Forfattere: Martin D. Sørensen (9540)
Kristian S. Sejersbøl (9539)
Titel: Termisk lagring af energi
Kursusnavn: BA 2012E
Projekttype: Bachelorprojekt
Fagområde: Termodynamik & Energioptimering
Placering i uddannelsesforløbet: 6. Semester 2012
Uddannelsesinstitution: AAMS – Aarhus Maskinmesterskole
Vejleder: Karsten Jepsen
Dato for aflevering: 19. December 2012
Normalsider a 2400 tegn: 28,07 Normalsider + bilag
Underskrifter:
Martin D. Sørensen
Kristian S. Sejersbøl
Termisk Lagring af energi BA 2012E
4
Abstract This project, Thermal storage of energy, is a result of the final semester on
Aarhus School of Marine and Technical Engineering. The group is dealing with an
idea, where avoiding the step from electricity to heat and back to electricity can
be reduced to the step “from electricity to heat”. This step is to be made directly
at the consumer where district heating is not an option. The continuous demand
for heat in these houses makes it interesting to identify the possibility of storing
energy at the household. The transformation from electricity to heat is limited to
geothermal heat pumps and electric heaters storing heat in tanks at the
consumers.
The Danish government plans to be completely independent of combusting fossil
fuels by the year 2050. This commits them to develop the usage of sustainable
energy including wind turbines and power plants nationally. Some improvements
have already been made, but there is still a long way to their goal.
The problem with wind turbines is that they only generate power when the wind
is blowing. Furthermore the energy production in Denmark often exceeds the
consumption. This problem forces society to think of ways to develop possible
methods for storing the sufficient energy from wind turbines. The project takes
one of the many angles for storing energy, produced by wind turbines in
Denmark. The method focused on is by storing the energy in hot water and then
use it in the central heating system for normal households. Furthermore this
project deals with how the impacts of electrical conversion can be beneficial to
the society. The project deals with this main question because it is interesting to
enlighten what is necessary to do before the statement from the Danish
government is achievable.
By analyzing a specific household’s consumption regarding heat and water, the
group tries to find the average need of electrical power converted to warm water.
In that way it will be possible to enlighten the effects when using electricity in
that way. Furthermore the group sets up a scenario where 1,000 households
have electrical heating systems to analyze on the theoretical potential in this
system. It is possible to store electricity with this heating system, and the group
will try to conclude if this method of storing energy has a usable function in the
big perspective.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
5
The project concludes that electric heating solutions will be beneficial to the
society due to CO2 reductions, better use of energy and job creations are possible
if the implementation is realized.
In the future these heating solutions will be necessary because the demand of
regulating the national electrical consumption with Smart Grid will rise.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
6
1 - Indledning ...................................................................................................... 10
2 - Problemstilling ............................................................................................... 12 2.1 - Hypotese .................................................................................................................................................. 12 2.3 - Problemformulering ........................................................................................................................... 13
2.3.1 - Delspørgsmål .......................................................................................................................................... 13 2.4 - Afgrænsning ........................................................................................................................................... 13
3 - Metode .......................................................................................................... 14 3.1 - Empiri ....................................................................................................................................................... 14 3.2 - Validering ................................................................................................................................................ 14 3.3 - Synsvinkel ............................................................................................................................................... 14 3.4 - Rapportens opbygning ...................................................................................................................... 15
4 - Nuværende drift af ejendommen ................................................................... 16 4.1 - El- og varmeforbrug ........................................................................................................................... 16 4.2 - Vindmølle ................................................................................................................................................ 16
5 - Projektgrundlag ............................................................................................. 17
6 - Centralvarmeanlægget ................................................................................... 18 6.1 - Sommerfyring ....................................................................................................................................... 19 6.2 - Vinterfyring ............................................................................................................................................ 19
7 – Funktionsbeskrivelse ..................................................................................... 20 7.1 - Varmepumpe ......................................................................................................................................... 20 7.2 - Elkedel ...................................................................................................................................................... 22
8 - Lovgivning ...................................................................................................... 23 8.1 - Afgifter ..................................................................................................................................................... 25 8.2 - Skat ............................................................................................................................................................ 27
9 - Forbrugsanalyse ............................................................................................. 28 9.1 - Installationstilslutning af vindmølle ............................................................................................ 30 9.2 - Løsningsforslag med jordvarme .................................................................................................... 30
9.2.1 - Brug af solvarme om vinteren ........................................................................................................ 32 9.3 - Løsningsforslag med elkedel .......................................................................................................... 34 9.4 - Opsummering ........................................................................................................................................ 35
10 - Fremtidig brug .............................................................................................. 36
11 - Smart Grid .................................................................................................... 37 11.1 - Hvad er Smart Grid? ......................................................................................................................... 37 11.2 - Smart Grid & jordvarme ................................................................................................................. 38 11.3 - Hvad er kravene for implementering? ..................................................................................... 39
12 - Analyse af påvirkningen ved denne type opvarmning ................................... 41 12.1 - Samfundets anskuelse..................................................................................................................... 41
12.1.1 - Teoretisk potentiale .......................................................................................................................... 42 12.2 - Regeringens anskuelse ................................................................................................................... 44 12.3 - Forbrugerens anskuelse ................................................................................................................. 45 12.4 - Opsummering ..................................................................................................................................... 46
13 - Konklusion ................................................................................................... 47
Termisk Lagring af energi BA 2012E
7
14 -Perspektivering ............................................................................................. 49
Kildeliste: ............................................................................................................ 50
Termisk Lagring af energi BA 2012E
8
Forord På maskinmesteruddannelsens 6. og sidste semester, skal der udarbejdes et
afsluttende bachelorprojekt. Semesteret består af to moduler. Første modul
består af praktikdelen på mindst 50. arbejdsdage i en, af skolen, godkendt
virksomhed. Sidste del består af en projektdel, hvor der skal analyseres en
selvvalgt problemstilling med relevans i maskinmesterprofessionen.
Projektet har til formål at samle maskinmesterens teoretiske og praktiske
færdigheder. Derudover skal projektet også vise, at den studerende kan arbejde
analyserende i forhold til problemstillingen og derved opnå en tilfredsstillende
konklusion.
Gennem projektarbejdet er der taget kontakt til firmaer, privatpersoner og
vejleder. Der skal derfor lyde en stor tak til:
Karsten Jepsen, Maskinmester, Aarhus Maskinmesterskole
Martin Holmgaard, Maskinmester
Niels R. Lundbye, Sælger, J.Hundahl A/S
Der er i bilagsmappen kun udskrevet relevante uddrag, dog medfølger en CD
med det fulde bilagskompendie.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
9
Ordforklaring For at lette læsningen af projektet, bliver betydningen af termerne forklaret da
disse ord har betydning for forståelsen af projektet.
Forsyningsselskab – Et selskab, der ejer og overvåger elnettet i et bestemt
område. F.eks. har Thy-Mors Energi ejerskab over elnettet i Thy, Thyholm og på
Mors. Forsyningsselskaberne ejer ligeledes elmålerne i området.
Netselskab – Et selskab, der har ansvaret for drift og vedligehold på
transmissionsnettet, altså fra 60 kV til 400 kV. I Danmark er det Energinet.dk.
Vedvarende energi – Vedvarende energi er kendetegnet ved energiformer der
ikke har begrænsede reserver, såsom sol-, vind- og vandkraft.
Graddage – Graddage er defineret ved at sammenligne et helt døgns
gennemsnitstemperatur, med en fastsat indvendig rumtemperatur på 17 ˚C. Dvs.
hvis den udvendige gennemsnitstemperatur er 15 ˚C i et døgn, har der været to
graddage det døgn. Jo flere graddage der er i en periode, jo koldere har
gennemsnitstemperaturen været.
Aggregator – En aggregator skal sørge for at elforbrugeren, elproducenten og
forsyningsselskaberne får stillet deres behov, når der skal reguleres i
elforsyningen.
Komfortzone – Det er et rumtemperaturspekter, der skal være i huset, så
forbrugeren ikke mærker nogen form for ubehag ved temperaturen.
Brine – Brine er et kølemiddel, der ikke fryser ved frostgrader. Dette bruges bl.a.
i slangerne ved et jordvarmeanlæg til transport af energien fra jorden.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
10
1 - Indledning Verden, som vi kender den i dag, er nået til et punkt hvor man som menneske
ikke kan fungere, medmindre der er adgang til el, vand og varme. Vi kræver
strøm til mobiltelefoner, computere og lys i hverdagen. Der skal bruges varmt
vand til badet og opvasken, derudover bruger mange huse varmt vand til
opvarmning. Energien der skal bruges til at dække dette behov kommer fra
afbrænding af fossile brændstoffer eller fra vedvarende energi. Globalt set bliver
der brugt store mængder ikke-vedvarende brændsler til energiproduktionen – og
energibehovet stiger (BP review, 2011).
I Danmark, har man i mange år gjort meget for at reducere brugen af fossile
brændstoffer og fremme brugen af den vedvarende energi. Det er dog først i
nyere tid, de vedvarende energikilder er blevet sat i fokus. I mange år var olie
det foretrukne valg til produktion af strøm og varme. Da oliekrisen i 1973 satte
ind, grundet krigene i Mellemøsten (Yom Kippur-krigen), bestod op mod 90% af
Danmarks energiforsyning af importeret olie. Dette medførte et stort politisk
engagement for at reducere olieimporten og fokusere mere på energipolitik.
Dette har medført at Danmark i dag er ét af de førende nationer, når det kommer
til energibesparelser og vedvarende energi (Dansk energipolitik, 1970-2010).
Tidligere har der været meget fokus på opsætning af vindmøller, men med
moderne teknologi begynder andre alternativer såsom sol- og bølgeenergi at
blive relevante. Udviklingen i de sidstnævnte er dog ikke så langt som
vindmøllen, men med støtte fra staten vil det hjælpe udviklingen i den rigtige
retning og dermed opnå større udbytte (DR.dk, 2012). Fælles for de tre
vedvarende energikilder er, at de ikke udleder CO2 ved produktionen af
elektricitet. Man vil undgå CO2, fordi det optager varmestråling og lægger sig som
et tæppe om jordkloden. Denne proces benævnes drivhuseffekten (Hvad er
kuldioxid?, Aarhus Universitet, 2010). CO2 bliver dannet ved en kemisk proces,
når der afbrændes fossile brændstoffer. Derfor søger Danmark hen mod
elproduktion af vedvarende energi og dermed en CO2 neutral løsning.
I Danmark står vindmøller for 28,1% (år 2011) af el produktionen
(Energistyrelsens energistatistik, 2011). Vindmøllerne kan på visse tider af
døgnet f.eks. om aftenen, hvor der ofte er minimumsforbrug, lave for meget
strøm. Denne overproduktion af vindenergi medfører, at kraftværkerne skal
regulere deres produktion efter forbruget på el-nettet.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
11
For at opnå en stabil forsyning bliver der sammen med kraftværkernes regulering
importeret og eksporteret strøm fra omkringliggende lande. Ydermere skal
elproducenterne kunne producere på den mest effektive måde grundet
liberaliseringen af elnettet. Dette sætter krav til kraftværkerne, som ikke
nødvendigvis kan producere meget strøm på en økonomisk rentabel, eller CO2
venlig måde. Derfor er en af løsningerne, at importere billigt strøm, og
nedregulere produktionen på kraftværkerne.
Det store fokus på vedvarende energi de senere år har medvirket til en større
interesse i at lagre energien fra de førnævnte vindmøller, da energien kun er til
stede ved produktion. Dette ønskes for at kunne udnytte vindmøllernes kapacitet,
frem for at sælge strømmen til udlandet. Der bliver forsket i storskala
energilagring omkring i Europa. F.eks. lagrer Norge og Sverige deres
overskudsenergi i store vandreservoirer, som kan drive elturbiner ved mangel på
strøm (Kan man lagre el fra vindmøller?, Dong Energy, 2012). I Danmark har vi
ikke de store muligheder for at lagre energien på den måde. Der bliver derfor
forsket i at gemme energi i form af vand i nedgravede vandreservoirer under et
sandlag, samt andre metoder (Energilagring i underjordiske vandreservoirer,
Ingerniøren.dk, 2011). Ulempen ved energilagring er, at der tabes energi, før det
når ud til forbrugeren. Omdannelsen fra elektrisk energi til kinetisk energi og
tilbage igen, i f.eks. et vandreservoir, vil have et energitab. I dette tilfælde vil
energitabet forekomme i elmotorer og pumper, da disse endnu ikke er udviklet
med en virkningsgrad på 100%.
For at opnå større effektivitet på energilagringen, kunne en løsning på problemet
være at lagre energi ude ved forbrugeren. Dette kunne være ved at lagre
elektrisk energi i form af varme i en varmtvandsbeholder ved hjælp af en
varmepumpe eller en elkedel. På den måde vil det teoretisk set være mere
effektivt, da man undgår omdannelsen fra kinetisk til elektrisk energi.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
12
2 - Problemstilling Gruppen er blevet kontaktet af ejerne af en landejendom i det sydlige Thy,
nærmere bestemt Ydbyvej 38, 7760 Hurup Thy. Ejendommen ejes og drives af
Nee & Konrad Sejersbøl og har været i deres varetægt siden September 2007.
Grundarealet er på 19.980 m2, stuehuset er fra 1900 og på 196 m2. Ydermere er
stuehuset blevet løbende renoveret, så isolationen er af nyere standard.
Udebygningerne er af ældre dato, men vil ikke blive benævnt i
varmesammenhæng, da forbruget af varme forefindes i stuehuset. Varmen bliver
bl.a. leveret af et stokerfyr fra KSM-Stoker, model 175-13, hvor den primære
brændsel er træpiller. Stokerfyret står inden for en nærmere årrække over for en
renovation eller udskiftning. Som supplering til varmeproduktionen er der
installeret 12 m2 solvarme. 325 meter fra stuehuset står en Vestas V27, 225 kW
vindmølle, der er tilknyttet ejendommen.
Ejerne vil nu have gruppen til at undersøge om det lovligt kan lade sig gøre at
føre et kabel fra vindmølle til kabelskabet, hvor ejendommens stikledning
befinder sig. Derudover ønskes det oplyst om jordvarme eller en elkedel vil egne
sig bedst til husstanden.
Gruppen finder det også interessant at belyse, om denne opvarmningsmetode har
et potentiale for samfundet.
2.1 - Hypotese Der arbejdes ud fra nogle hypoteser baseret på empiri, tilegnet gennem
studierne, men også ved læsestof og teorier fundet på internettet.
Gruppen arbejder også ud fra en hypotese om, at udgifterne ved renovering eller
udskiftning af stokerfyret vil være urentabelt, i forhold til at udnytte strømmen
fra den nærliggende vindmølle og implementere en ny varmekilde. Projektet
omhandler en landejendom, hvor fjernvarme ikke er tilgængelig, men hvor
strømforsyningen i teorien kan leveres af vindmøllen. Der fokuseres på
udnyttelsen af vindenergi til opvarmning af ejendommens centralvarme- og
brugsvandsanlæg. Udnyttelsen af el til opvarmning kan gøres ved hjælp af en
elkedel eller varmepumpe, der opvarmer vand i en beholder.
Ved at opstille to forskellige scenarier ved husstanden, vil gruppen forsøge at
finde frem til den mest effektive og økonomiske rentable løsning. Begge scenarier
vil gøre brug af den nærliggende vindmølle til at dække husstandens elforbrug.
Det ene scenarie vil gøre brug af jordvarme til opvarmning og en
Termisk Lagring af energi BA 2012E
13
akkumuleringstank til lagring af energien til varmeforbruget. Det andet scenarie
bruger samme opsætning til lagring, dog bliver opvarmning foretaget af en
elkedel.
2.3 - Problemformulering
Hvordan kan en implementering af jordvarme eller elkedel påvirke samfundet, og
hvad er det mest optimale for ejerne på Ydbyvej?
2.3.1 - Delspørgsmål
For at kunne besvare ovenstående spørgsmål angående Ydbyvej, opstilles
følgende delspørgsmål.
Hvad er lovkravene for at forsyne en husstand direkte fra vindmøllen, og
er det muligt?
Hvad stilles der af afgiftsmæssige krav fra politisk side ved en
implementering af systemet?
2.4 - Afgrænsning I det følgende vil gruppen afgrænse sig fra nogle specifikke emner. Dette gøres
grundet projektets omfang og for at overholde rammer, der er stillet af
maskinmesterskolen i Aarhus vedr. tid og side antal.
Gruppen vil ikke komme ind på CO2 emissionen, der forekommer ved produktion
af vindmøller samt varmepumper. Der afgrænses yderligere for beregninger af
CO2 udledningen ved transport, produktion og afbrænding af træpiller.
Projektet vil omhandle træpiller som brændsel, da det er metoden, der bruges i
dag i husstanden.
For ikke projektet skal blive for stort, vil gruppen kun anskue termisk lagring i
vandtanke hos forbrugeren. Dermed vil andre metoder ikke komme på tale som
f.eks. salthorste, brint eller lignende.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
14
3 - Metode
Rapporten bliver opbygget om en hypotese baseret på indledning og
problemformulering. Denne hypotese vil blive forsøgt valideret. For at få klarlagt
målet for projektet har gruppen brugt flere metoder med henblik på bedst mulige
resultat. I besvarelsen af problemstillingen vil rapporten være delt op i nogle
hovedemner. Derved kan det vurderes, hvilke komponenter der skal analyseres
for at nå frem til en konklusion på projektet.
3.1 - Empiri Gruppen har tilegnet sig en teknisk basisviden gennem undervisningen på Aarhus
Maskinmesterskole, som kan benyttes i projektet. Dette medfører at gruppen kan
forholde sig kritisk til nyt information for derved at opnå det mest brugbare
projekt.
Den nye information vil gruppen tilegne sig, ved at kontakte de fagligt
kompetente virksomheder og personer inden for de respektive fagområder.
Derudover bliver internettet også brugt som informationskilde. Denne information
bliver valideret ved at finde personen eller virksomheden, der er kommet med
påstanden, som derefter vurderes i gruppen eller med en fagkyndig.
3.2 - Validering Udskrifter, målinger og analyser fra fabrikanterne af en maskine bliver anskuet
fra en kritisk vinkel for at få de mest valide oplysninger. Da internettet rummer
store mængder data, vil det også være nødvendigt med en kritisk tilgang til
disse. Derfor bliver der, ved kildebrug, set på årstallet for udgivelsen og
baggrunden for påstanden. Dette skal forhindre mindre valide data i at komme i
betragtning. Endvidere bliver udsagn fra ejerne af mølle og ejendom vurderet
som valide kilder da de som udgangspunkt ikke er interesserede i at opnå et
projekt baseret på usandheder.
3.3 - Synsvinkel Projektet anskuer problemstillingerne ved ikke at tage parti. Formålet er at
projektet skal kunne be- eller afkræfte den problemstilling, der arbejdes ud fra.
Endvidere er projektet også tænkt som et værktøj til forbrugeren, men også som
generel information til andre vindmølleejere, hvis projektet viser sig brugbart.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
15
3.4 - Rapportens opbygning Denne rapport bliver, som beskrevet herover, bygget op om en hypotese. Dette
er medvirkende til en berøring af forskellige punkter, som vil give løse ender der
skal samles. Der bliver fokuseret på, at læseren får en positiv oplevelse af at
læse rapporten – altså, at der bliver samspil mellem kapitlerne.
I kapitlerne herunder forsøges der at give læseren en analyse af ejendommens
funktion og drift. Efterfølgende analyseres der på de opvarmningsmetoder, som
ønskes belyst. Ydermere bliver lovgivning, afgifter og skatteforhold undersøgt, for
derefter at komme med to løsningsforslag. Forslagene bliver vurdereret i forhold
til det økonomiske og praktiske, men også med et samfundsmæssigt aspekt.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
16
4 - Nuværende drift af ejendommen For at få indsigt i driften af ejendommen på Ydbyvej 38, laves der efterfølgende
en kort opsummering og beskrivelse af forbrug og ejendom.
4.1 - El- og varmeforbrug Elforbruget har i gennemsnit ifølge ejerne de sidste fire år været på 4542 kWh.
Forbruget har været faldende siden købet, hvilket kan forklares med en større
økonomisk indsigt fra forbrugernes side. En anden faktor i dette fald er også, at
der nu bor to i ejendommen mod fire personer i 2009. Derudover er der gjort
forskellige tekniske tiltag for at minimere strømforbruget. Der er bl.a. blevet
udskiftet cirkulationspumper, sparepærer og man er også begyndt at slukke lys i
de rum, hvor der er begrænset ophold.
Varmeforbruget synes at have været konstant gennem de sidste fem år. Dog har
en renovering af 1. etage med yderligere isolering været medvirkende til en
positiv effekt i form af et mindre forbrug af træpiller. Forbruget i fyringssæsonen
er reduceret til 4 Ton, svarende til 19.200 kWh (Bilag 1) i modsætning til de
foregående år, hvor forbruget har ligget på 7 ton, svarende til 33.600 kWh (Bilag
1). Ydermere har en montering af solvarmen også haft en positiv indvirkning på
brændselsforbruget.
4.2 - Vindmølle Vestas V27 – 225 kW vindmøllen blev installeret i marts måned 1991.
Årsproduktionen har i gennemsnit de foregående fire år været 617.000 kWh/år
(Bilag 2). Produktionen afregnes samt prissættes af Vind Energi Danmark, hvoraf
afregning foregår på månedsbasis, og salgsprisen er fastlåst i et kvartal. Møllen
har de senere år gennemgået en større renovering af gearkasse samt krøjekrans
(det drejelige halsled) og forskellige mindre el-artikler. På baggrund af
renoveringerne vurderes det, at møllen er i stand til at klare yderligere 15 år
uden andre investeringer end de planlagte services.
Møllens produktion leveres til distributionsnettet via en nærliggende
transformerstation, der transformerer spændingen op til 10 kV niveau.
Produktionsspændingen er 400 VAC og starter produktionen ved en vindhastighed
på 3,5 m/s. Op til en vindhastighed på 7 m/s kan møllen producere 52,5 kW. Fra
de 7 m/s og op til 14 m/s kan produktionen variere fra 52,5 kW til 225 kW. Ved
højere vindhastigheder op til 25 m/s produceres 225 kW. Generatoren har to
Termisk Lagring af energi BA 2012E
17
produktionstrin, et trin der producerer fra 1,5 kW og op til 50 kW, næste trin
producerer videre op til 225 kW. For at kunne producere i de to trin kræves der
to omdrejningshastigheder i generatoren. De to omdrejninger styres ved hjælp af
vingernes pitch-system i samarbejde med møllens styringssystem. Dvs. vingerne
drejes for at opretholde en bestemt omdrejning på generatoren alt efter
vindhastigheden (Bilag 3 – side 6).
Det at produktionen har mulighed for at starte ved 3,5 m/s styrker gruppens
hypotese om, at det meste af ejendommens elforsyning kan leveres af møllen.
Hypotesen har yderligere fået medhold, idet gruppen har observeret en
produktion på 8 kW ved en vindstyrke på 4 m/s.
5 - Projektgrundlag Grundet prisstigninger på markedet for træpiller, et stokerfyr som for fremtiden
står for udskiftning og en vurdering af, at prisen på brændsel vil stige støt
fremover, er der blevet diskuteret andre alternativer for opvarmning. Samfundets
fokus på reducering af kul- og olieforbruget tvinger os til at tænke i alternative
måder til opvarmning af huse og brugsvand. Ejerne har overvejet muligheden for
direkte elforsyning fra vindmøllen til ejendommen, og om dette kan udføres på en
legitim måde. Opvarmningen sker ved hjælp af et el-drevet apparat som f.eks.
jordvarme eller en elkedel i en akkumuleringstank. Der bliver i projektet
fokuseret på strøm til opvarmningen, og der bliver derfor ikke taget højde for
ejendommens yderligere elforbrug.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
18
6 - Centralvarmeanlægget Centralvarmeanlægget er bygget op med et stokerfyr som opvarmningskilde, der
også kan bruges til fyring med fastbrændsel. Denne mulighed benyttes uden for
fyringssæsonen. I Juni 2011 blev der implementeret et solvarmeanlæg med en
tilhørende 1000 liters akkumuleringstank. Ydermere er en varmtvandsbeholder
på 110 liter af mærket ”Metro”, monteret i stuehuset. På billedet herunder er der
lavet en skitse over centralvarmeanlægget, som viser, hvordan systemet er
bygget op, og hvor pumper, ventil og tanke sidder.
Figur 1: Anlægsskitse for centralvarmeanlægget (Egen skitse)
Overordnet er anlægget bygget op, så solfangerne forsyner akkumuleringstank,
radiatorer, gulvvarme og varmtvandsbeholder med varme. Dette bliver styret af
trevejs-ventilen.
Fra solfangerne bliver vandet vha. en cirkulationspumpe ført gennem en
varmeveksler, som er forbundet med selve centralvarmen. Fra varmeveksleren
føres vandet ind i en trevejs-ventil, der i hvileposition fører vandet ind i
akkumuleringstanken til lagring af varme. Hvis temperaturen i
varmtvandsbeholderen er lavere end i akkumuleringstanken og den indstillede
sætpunktstemperatur, vil trevejs-ventilen skifte om, så varmen leveres til
varmtvandsbeholder, gulvvarme og radiatorer. Returvandet til solfangernes
varmeveksler skal uanset trevejs-ventilens position ledes gennem
varmtvandsbeholderens spiral. Det er vurderet, at returvandet fra
Termisk Lagring af energi BA 2012E
19
akkumuleringstanken ikke køler mere end 20 liter vand i bunden af
varmtvandsbeholderen, da spiralen kun er 20 cm høj. Ydermere er der skitseret,
hvorledes stokerfyret og cirkulationspumpen er forbundet til
akkumuleringstanken.
6.1 - Sommerfyring I sommerperioden fra april til september bliver stokerfyret slukket, da
solvarmeanlægget alene er nok til at holde en temperatur på vandet fra 50 ˚C til
70 ˚C. Dog kræves der til tider at der skal bruges fastbrændsel i for- og
efterårsmånederne for at få temperaturen på brugsvandet op. Ifølge ejeren er
den højeste temperatur, der er registreret i tanken 78 ˚C. Denne måling er
foretaget den varmeste dag i 2011/12, hvor der ikke har været et forbrug af
varmt vand. Dette viser at anlægget er dimensioneret, så kogepunktet ikke kan
nås – selv under de mest gunstige forhold. Når der bliver fyret med fastbrændsel,
ledes vandet fra fyret og ind i toppen af akkumuleringstanken, returvand til fyret
ledes fra bunden af tanken.
6.2 - Vinterfyring Vintermånederne fra oktober til marts går fra at solfangerne, der om sommeren
leverer alt varme, til at varmen nu skal komme fra en anden kilde. I denne
periode kan solen ikke overføre nok energi til solfangerne. Dette skyldes, at
dagene om vinteren er korte pga. jordens hældning i forhold til solen, hvorved
vinklen til solfangerne ændres. Dette medfører, at der næsten ikke bliver overført
noget solenergi til systemet. Derfor startes stokerfyret op, og varmen leveres nu
fra denne. Forskellen fra sommer- til vinterfyring er, at træpillerne i stedet for
solvarmen er varmekilden.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
20
7 – Funktionsbeskrivelse Før et valg af jordvarme eller elkedel kan foretages, beskrives funktionerne i de
følgende afsnit.
7.1 - Varmepumpe Udnyttelse af den energi, der er omkring os, kan foretages på mange måder. En
effektiv metode er ved brug af en varmepumpe. En varmepumpe tager energien
fra luften eller jorden og overfører det i form af varme til centralvarme- eller
ventilationsanlæg.
Figur 2 principskitse for jordvarme (Vølund varmeteknik)1
En varmepumpe består af fire vitale det dele:
En fordamper, der optager energien fra et medie og overfører det til
kølemidlet.
En kompressor, som sidder efter fordamperen, der hæver tryk og
temperatur i kølemidlet.
En kondensator, der afgiver energien fra kølemidlet til vandet i f.eks. et
centralvarmeanlæg.
En ekspansionsventil, der sænker trykket i kølemidlet, så det igen kan
løbe gennem fordamperen og optage energien.
Fordelen ved en varmepumpe kontra andre opvarmningsmetoder er
normeffektiviteten på 3 til 4 (Energistyrelsens liste over energimærkede
varmepumper, energistyrelsen, 2011). Normeffektiviteten er et forholdstal, som
beskriver hvor meget varmeenergi, der udvikles for hver optaget elektrisk kW
over et helt år. Hvorimod COP-faktoren er en øjebliksværdi.
1 http://www.volundvt.dk/Volund/produkter/Jordvarmepumper/Hvad-er-en-jordvarmepumpe/
Termisk Lagring af energi BA 2012E
21
I dette tilfælde, hvor en varmepumpe skal bruges til opvarmning af husstand
samt forbrugsvand, er der to typer varmepumper, som kan være aktuelle. Den
ene er med luft/vand princippet, hvor fordamperen sidder i fri luft. På den måde
opnås der en simpel og billig installation. Den varierende udetemperatur fra
sommer til vinter medfører, at COP-faktoren vil fluktuere. Dette skyldes at
varmepumpen må arbejde hårdere i vinterperioden, for at få temperaturen på
vandet op, da energiindholdet er lavere i kold luft.
Ud over en fluktuerende COP-faktor er ulempen, at fordamperen skal stå
udendørs, og derfor skal der tænkes på støjniveauet fra denne.
En anden type varmepumpe er vand/vand, også kaldet for jordvarme. Det
fungerer ved at slanger med brine graves ned i en have eller lignende på ca. 90
cm dybde. (Udnyt varmen i jorden, energimidt.dk, 2012). Brinen optager
energien i jorden og overfører den til fordamperen. Varmen, der overføres til
brinen, kommer fra solen, som gennem sommerperioden varmer jorden op. En
skitse herunder, viser den principielle virkemåde og funktion af et
jordvarmeanlæg.
Figur 3: Funktionsskitse af jordvarme (vvs-eksperten.dk)2
Installationen af jordvarme er dyrere og mere kompliceret i forhold til luft/vand
metoden. Anlægget vil dog være mere effektivt, da jordtemperaturen er mere
stabil og derfor indeholder mere energi end luften (Kan du bruge varmepumpe?,
Goenergi.dk, 2012).
Fælles for begge metoder er, at der til tider kræves supplering fra et
varmelegeme til at opretholde den ønskede temperatur.
2 http://www.vvs-eksperten.dk/images/billeder/jordvarme.jpg
Termisk Lagring af energi BA 2012E
22
7.2 - Elkedel
Installationen af en elkedel i en varmtvandsbeholder er en simpel og billig
metode at installere elvarme. Materialerne, der skal anskaffes til installeringen er
en elkedel og en varmtvandsbeholder. Ud over de to ting, skal der anskaffes en
mindre styring af elkedelen til temperaturregulering.
Figur 4 Installation af varmelegeme i varmtvandsbeholder (jevi.dk)3
I forhold til at bruge en varmepumpe som opvarmning har elkedlen en dårligere
effektivitet, da hver optaget kW strøm omdannes til en kW varmeeffekt. En fordel
ved elkedlen er, at den kan varme vandet op til højere temperaturer end
varmepumpen. I forhold til varmepumper har elkedler ingen bevægelige dele,
som på sigt vil få brug for vedligehold.
3 http://www.jevi.dk/upload/JEVI/Vejledninger/Elpatron.pdf
Termisk Lagring af energi BA 2012E
23
8 - Lovgivning Inden tilkoblingen fra husstanden til vindmøllen kan realiseres, skal der være
overensstemmelse mellem forbrugerens ønske og de lovkrav, der stilles fra
energistyrelsen. For lovligt at være egenproducent, altså opstille et vedvarende
energianlæg med henblik på helt eller delvist at dække egetforbruget, stilles der
to hovedregler. Disse to hovedregler lyder som følgende:
Elproduktionsanlægget ligger på forbrugsstedet
Elproduktionsanlægget er 100% ejet af forbrugeren
(Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter pdf, Energinet.dk, 2010)
Tidligere i projektet fremgår det, at begge betingelser er opfyldt, og kan dermed
realiseres. Dette medfører, at ejerne skal vælge hvilken afregningsmodel, der
ønskes. Energinet.dk har udarbejdet seks modeller, som egenproducenter kan
afregne efter. Alt efter tilslutning og type anlæg, vil de forskellige modeller have
forskellige fordele frem for andre. Når den ønskede afregningsmodel er fundet,
skal der søges tilladelse herom hos Energinet.dk. Der skal også oplyses hvilken
dato afregningsmodellen træder i kraft. Producenten skal også informere
kommercielle aktører om den nye afregningsmodel, da den fremtidige handel skal
indrettes herefter. Grundet omfanget af de seks forskellige modeller har gruppen
valgt at undlade beskrivelser af de fem irrelevante modeller. Yderligere
information om de seks afregningsmodeller kan læses om på Energinet.dk’s
hjemmeside (Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter pdf,
Energinet.dk, 2012).
Efter analyse af møllens drift og ønsket installation hos ejerne har gruppen
vurderet, at afregningsmodel nummer fire passer bedst til deres behov.
Energinet.dk skriver i udgivelsen vedr. emnet om model fire:
Installationstilsluttede vindmøller uanset størrelse og
installationstilsluttede decentrale anlæg med en installeret effekt under 50
kW med overskudsproduktion, som ejeren ønsker at sælge.
(Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter pdf, Energinet.dk, 2010)
Ved en implementering af dette system kræver lovgivningen at der monitoreres
forbrug og produktion. Dette medfører en mindre installation, hvori der sidder
række målere, som muliggør dette. Disse målere leveres af Forsyningsselskabet.
(Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter pdf, Energinet.dk, 2010)
Termisk Lagring af energi BA 2012E
24
Figur 5 principskitse over tilslutning af vindmølle til forbrugssted4
Ovenfor vises en principiel skitse over tilslutning fra vindmølle til forbrugssted. I
praksis bliver tilslutningen implementeret ved en tavle, der opstilles ved siden af
møllen, hvori de respektive målere er installeret. Derfra bliver der trukket et
kabel til husstandens installation, hvorved der leveres elektricitet, når møllen
producerer. Når møllen ikke producerer strøm, trækker husstanden strøm
gennem møllens egetforbrug, derved opnås forsyningssikkerhed.
Figur 6 tavle ved siden af vindmølle for installationstilslutning5
Billedet herover viser et eksempel på, hvordan en tavle kunne se ud for at have
det fornødne udstyr til installationstilslutning af vindmølle.
4http://energinet.dk/SiteCollectionDocuments/Danske dokumenter/El/Retningslinjer for nettoafregning af
egenproducenter.pdf 5 Eget arkiv
Termisk Lagring af energi BA 2012E
25
8.1 - Afgifter Ved at implementere dette system, vil ejerne blive fritaget nogle afgifter. En stor
del af prisen på elregningen består af afgifter til staten, herunder miljøafgifter og
levering af el. Dette fremgår ved en nærmere gennemgang af Thy-Mors Energis
hjemmeside (Tariffer/el-priser, Thy-Mors Energi, 2012). Brug af vindmøllestrøm
kan give ejerne besparelser i elregnskabet. Ved at se på retsinformations
hjemmeside fremgår det, at der ved direkte brug af strøm fra vindmøllen ikke
skal betales elafgift. Dette fremgår i § 2 punkt ”c” i følgende citat:
§ 2. Undtaget fra afgiften er elektricitet, som:
a) fremstilles på produktionsanlæg, hvis kapacitet er mindre end 150 kW,
b) fremstilles og forbruges i tog, skibe, luftfartøjer eller andre
transportmidler,
c) fremstilles ved vindkraft, vandkraft, biogas eller anden vedvarende
energi, og som forbruges af producenten[…]
(Bekendtgørelse af lov om afgift af elektricitet, Skatteministeriet, 2011)
Ejerne bliver fritaget fra at betale afgift, dog vil PSO (Public Service Obligation)
tariffen fortsat opkræves, da denne dækker de offentlige forpligtelser. Tariffen
dækker bl.a. over støtte til forskning indenfor grøn energi, tilskud til decentrale
kraftvarmeværker samt tilskud til vedvarende energi.
PSO-tariffen fastsættes af Energinet.dk, som beregner størrelsen af denne. Dette
gøres fire gange om året - altså for hvert næstkommende kvartal. Den beregnes
ud fra faktorer, hvor prisen på el har størst indvirkning, men indtægten fra PSO-
tariffen skal som målsætning være lig omkostningerne for kvartalet (Spørgsmål
og svar om PSO-tariffen, Energinet.dk, 2011).
Hvis en forbruger aftager energi fra en vedvarende energikilde, fritages denne fra
at betale den fulde PSO-tarif. Derimod skal der blot betales en reduceret PSO-
tarif af mængden, der aftages af egenproduktionen. Forbrugeren skal derimod
betale fuld PSO-tarif ved forbrug fra det kollektive net (Retningslinjer for
nettoafregning af egenproducenter pdf, Energinet.dk, 2010).
Termisk Lagring af energi BA 2012E
26
Ud fra ovenstående data om afgifter og lovgivning på området vil ejeren efter
tilslutningen have to forskellige priser på elforbruget. Den ene pris er, når ejerne
aftager strøm fra det kollektive net. Elprisen er da svarende til den nuværende
pris med de tilhørende afgifter.
Den anden pris er, når der aftages strøm direkte fra vindmøllen, og dermed
undgår afgifterne. Nedenfor ses hvordan prisen på el udregnes, når der aftages
strøm direkte fra vindmøllen.
Da begge afgørende faktorer for at beregne den samlede pris ved vindmøllestrøm
er variable, vil de senere beregninger være vejledende.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
27
8.2 - Skat For at undersøge beskatningen ved privat at bruge produktionen fra vindmøllen,
der er registreret som en virksomhed, har gruppen forsøgt at belyse dette. Efter
samtaler med hhv. SKAT og en revisor er der fundet frem til et muligt svar.
Samtalen med SKAT var ikke fyldestgørende, og der blev henvist til hjemmesiden
www.skat.dk til afdelingen med møller og solceller. Materialet under dette punkt
var med henblik på anlæg under 6 kW og derfor ikke relevant for projektet
(Elafgifter af vedvarende energianlæg, 2012).
Herefter blev det besluttet at tage kontakt til en revisor, som kunne fortælle at
der højest sandsynligt skal betales skat af den produktion, der bliver taget fra
møllen til privat forbrug. Revisoren kunne dog ikke give et konkret svar på,
hvordan beskatningen vil blive afregnet. Det tætteste bud vi kommer i denne sag
er, at beskatningen vil blive af salgsprisen fra vindmølleproduktionen. Ingen ved
dog, hvor meget beskatningen vil være.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
28
9 - Forbrugsanalyse For at kunne vurdere hvilken løsning, der vil passe bedst til ejendommen, er det
nødvendigt at analysere, hvad varmebehovet i fyringssæsonen er. Foregående
fyringssæson havde et forbrug på fire ton piller. Forbruget de næstkommende år
vil sandsynligvis være højere, da fyringssæsonen 2011/2012 ifølge graddagene
var mild og kun havde 1925 graddage. Dette er 275 graddage mindre end det
statistiske normal antal på 2200 graddage (Bilag 4).
Gruppen vurderer, at de fire ton piller i dette tilfælde er det mest valide grundlag
for udførelsen af de nødvendige forbrugsberegninger. Dette skyldes udvidelsen
med solfangere og isoleringen af 1. Etage.
Den indfyrede effekt i kWh pr. døgn beløber sig i 104,92 kWh/døgn, hvilket er
beregnet ud fra pilleforbruget på 4 Ton (Bilag 1). Et møde med Niels Lundbye,
sælger af VVS-materiel ved J.Hundahl A/S, har givet gruppen nogle generelle
retningslinjer ved beregninger af varmeeffekt. For et stokerfyr, som det
monterede KSM-stokerfyr, regnes der med en virkningsgrad på 70-75%,
hvorimod nye stokerfyr kan fås med virkningsgrader op til 95,5% (Selvrensende
pillefyrsanlæg, ekoheat.dk). Virkningsgraden på KSM-stokeren sættes til 75%.
Derved kræves mere varmeeffekt af de to opvarmningsløsninger, som
frembringes senere i rapporten. Ud fra disse betragtninger estimeres den
overførte varmeeffekt til:
Dette regnes som et gennemsnitsforbrug over de seks måneder i fyringssæsonen,
da gruppen har vurderet, at dette giver en brugbar indikation om
varmeforbruget.
For at begrunde den teoretiske anskuelse bliver der inddraget nogle praktiske
målinger. Disse omhandler husstandens varmeforbrug i perioden 28. Nov. Til 3.
Dec. – 2012 i tidsrummet 18:00 til 08:00. I denne periode begyndte frosten og
sneen at komme, hvorved varmeforbruget, teoretisk, vil stige. Dette kan give
gruppen en indikation om, hvilken mængde energi der kræves for at opretholde
husstandens varmeforbrug. Gruppen mener at tidsperioden fra 18:00 til 08:00 er
mest varmekrævende, fordi der skal bruges varmt vand til bad, opvask og
komfortvarme.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
29
Målingerne foretages ved, at der fyres manuelt, hvorved temperaturen på
akkumuleringstanken kan kontrolleres og aflæses. Over fem dage blev der fyret
manuelt, så akkumuleringstanken har opnået den højeste temperatur klokken
18:00. Efterfølgende blev der ikke fyret yderligere, og temperaturen i tanken blev
aflæst klokken 08:00 næste dag. Ved at styre processen manuelt, vurderes det
som en retningsvisende metode til at aflæse husstandens varmeforbrug. På
billedet herunder ses der, at gennemsnittet i varmeforbruget om aftenen i
tidsperioden 18:00 til 08:00 er udregnet til .
Figur 7: Udregning af varmeforbruget (Eget arkiv)
På Bilag 5 ses de to tilbud, der er givet fra J.Hundahl A/S. Disse tilbud er
grundlaget for udregningerne på priser og tilbagebetalingstider for
jordvarmeanlæg og elkedel. Udregningerne ses på (Bilag 6). I udregningerne er
der lavet nogle forudsætninger, som gruppen har fundet nødvendige, for at
kunne give det mest realistiske grundlag for energiforbruget.
Temperaturen i anlægget sættes til et maks. sætpunkt på 65 ˚C og et min.
sætpunkt på 30 ˚C. Der ses bort fra de bivirkninger, som måtte forekomme ved
opvarmningen til 65 ˚C. Derudover er det antaget, at strømmen, der bruges
udelukkende kommer fra vindmøllen. Elprisen er den reducerede PSO-tarif plus
det strøm, der tabes ved salg.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
30
At strømmen udelukkende kommer fra vindmøllen afspejler ikke virkeligheden, da
der forekommer dage uden vind. Derfor vil strømmen til tider skulle leveres fra
det kollektive net. Der ses bort fra dette i projektet, da gruppen vurderer, ud fra
samtaler med personer bosat i området, at mængden af vindstille dage er
minimal.
I løsningsforslagene bliver der ikke taget højde for udgiften ved
installationstilslutningen af vindmøllen. Dette afgrænses, da det ikke har været
muligt at få en konkret pris på denne investering. En yderligere betragtning ved
tilslutningen er spændingskvaliteten, som der afgrænses fra idet der ikke
foretages dimensionering af kablet.
For at anskueliggøre en evt. besparelse ved udskiftning af stokerfyret, er
tilbagebetalingen udregnet ved sammenligning mellem prisen på træpiller og
udgiften ved drift af det nye anlæg.
9.1 - Installationstilslutning af vindmølle For at give et hurtigt overblik over installationstilslutningen af vindmøllen,
fremfører gruppen et hurtigt overslag for denne mulighed. Som tidligere i
projektet bliver det beskrevet, at det er lovligt at installationstilslutte vindmøllen.
Der blev derfor taget kontakt til et firma, som har erfaring med denne type
løsning – Hurup el-service. Der blev givet et hurtigt overslag, hvor prisen for
eltavlen inkl. målere vil koste ca. 15.000 kr. Dertil kommer en ekstraudgift til
kablet fra møllen, som beløber sig til ca. 50 kr. pr meter. Med en afstand af 325
meter fra ejendommen bliver det ca. 16.250 kr.
Der skal søges en tilladelse hos Forsyningsselskabet, som skal verificere
tilslutningen. Slutbeløbet for tilslutning af møllen vil derfor have en ca. pris på
31.250 kr. plus arbejdsløn for montering.
9.2 - Løsningsforslag med jordvarme Ét af de to tilbud, givet fra J.Hundahl indebærer en implementering af et
jordvarmeanlæg. Tilbuddet indebærer en varmepumpe fra Danfoss med
indbygget 180 liters varmtvandsbeholder og tilhørende varmelegeme (Bilag 5).
Varmelegemerne kan fås i størrelserne 3 kW, 6 kW eller 9 kW. I dette tilbud
tages der udgangspunkt i 3 kW varmelegeme. Tilbuddet lyder på 102.612 kr. og
kan ses på Bilag 5. El-arbejdet i forbindelse med tilslutning af varmepumpen
vurderes til at have en minimal pris i forhold til investering og implementering af
anlægget.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
31
For at opnå det ønskede sætpunkt på 65 ˚C skal varmelegemet i
jordvarmeanlægget være tændt, når anlægget er i drift. Dette skyldes, at
varmepumpen ikke kan opnå en højere temperatur end 55 ˚C, hvilket ses på
databladet på Bilag 5. Tilbuddet med installering af jordvarme har både positive
og negative sider. Indkøbsprisen på 102.612 kr. vil give det første negative
indtryk. Yderligere kræves aktivering af varmelegemet, derved bruges mere
energi, end blot jordvarmen til opvarmning. Et yderligere negativt punkt ved
implementeringen er udgiften til nedgravning af 500 meter jordvarmeslange. Et
hurtigt overslag fra en entreprenør viser, at prisen ligger på ca. 50 kroner pr.
meter nedgravet slange. Hvilket medvirker til en merpris på 25.000kr.
Efter implementering af et jordvarmeanlæg vil udgiften til varme reduceres i
forhold til udgifterne ved et stokerfyr. Besparelsen, i de seks måneder
fyringssæsonen indtræffer, er omkring 8000 kr (Bilag 6). Besparelsen varierer alt
efter salgspris og PSO-tarif. Dette medfører, at tilbagebetalingstiden på anlægget
vil variere fra 12 til 15 år (Bilag 6). Endvidere estimeres levetiden på
kompressoren i et jordvarmeanlæg at ligge på 15 til 20 år. De nedgravede
slanger kan holde op mod 50 år. Der er dog altid mulighed for, at der
forekommer uforudsete udgifter til vedligehold på anlægget. I henhold til det
givne data skal der ikke være vedligehold af betydning inden pumpen trænger til
udskiftning (Jordvarmepumpe fra OK, ok-jordvarme.dk, 2012).
På sigt vil jordvarmeanlægget, ud over at levere billig varme, give ejendommen
et mere attraktivt salgsargument. Den estimerede levetid på solvarmeanlægget
er omkring 20 år. Man kan derfor overveje, om udskiftning er nødvendigt, da
jordvarmeanlægget kan forsyne hele boligen med varme hele året (Økonomi om
solvarme, altomsolvarme.dk, 2012).
Varmepumpen bliver implementeret, så varmepumpen erstatter det installerede
stokerfyr, hvor fremløbet fra varmepumpen går op og forsyner
akkumuleringstanken. Returløbet går fra akkumuleringstanken og tilbage i
varmepumpen.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
32
9.2.1 - Brug af solvarme om vinteren
Gruppen har diskuteret muligheden for at lade solvarmen varme brinen op, når
dette kommer op til varmepumpen fra jorden. Dette muliggør en effektforøgelse,
da varme fra solen ellers ikke vil kunne bruges i forbindelse med vinterfyringen.
Temperaturen på solfangerne i fyringssæsonen opnår, ifølge ejeren, højst 50 ˚C.
Dette er en relativ høj temperatur, men der er tale om stillestående vand. Når
vandet i solfangerne begynder at cirkulere, vil temperaturen falde til
udetemperatur. Før de 50 ˚C kan nås, kræves skyfrit vejr, hvilket om vinteren
betyder en kold udetemperatur. Derfor kan solfangerne ikke bidrage med varme,
før solen står højt på himlen – altså om sommeren.
For at synliggøre effekten fra solfangerne om sommeren, opstilles flg.
regnestykke, med baggrund i den varmeste aflæsning af temperaturen i
akkumuleringstanken – 78 ˚C.
Det antages at opvarmningen sker under de mest gunstige forhold i sommer- og
vinterperioderne for at have et udgangspunkt til sammenligningen. På DMI kan
der læses om de gennemsnitlige solskinstimer på et år. Derfra kan de maksimale
gennemsnitlige solskinstimer udregnes (Vejrekstremer i Danmark, DMI, 2011).
På Bilag 7 ses udregningerne til gennemsnittet for solskinstimerne i
sommerperioden, som er 9,48 Timer/dag.
De 5,2 kW over 9,48 solskinstimer medfører en produktion på 49 kWh. Det ses at
produktionen om sommeren, på en dag hvor alle betingelser er optimale for
solvarmeanlægget, kan producere, hvad der svarer til forbruget om aftenen i
vinterperioden. I fyringssæsonen, om vinteren, hvor solfangerne ikke bidrager
med varme til centralvarmen, bliver regnestykket anderledes. I dette tilfælde er
der tre solpaneler med plads til 1,45 Liter væske, hvor der med rørføringen,
vurderes at være maks. 15 Liter væske (Bilag 8). Da væsken i solvarmeanlægget
indeholder 50% frostvæske og 50% vand, bruges en kombineret varmefylde til
beregningen af effekten – data på frostvæsken ses på Bilag 9. For at gøre
vintersituationen mest gunstig, og derved få et indtryk af potentialet, regnes der
med en udetemperatur på -15 ˚C, da forskellen i solfangerne og
udetemperaturen dermed bliver størst og mest energi overføres. Herefter kan der
vurderes om varmen skal ledes i jorden.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
33
For at have det samme udgangspunkt som sommerperioden, regnes der med
vintermånedernes maksimale gennemsnitlige solskinstimer, som er udregnet til
4,25 Timer/dag (Bilag 7).
Ud fra regnestykket ses der, at bidraget fra solvarmen under de mest gunstige
forhold kan bidrage med ca. 1 kWh over 4,25 solskinstimer pr. døgn.
Beregningerne viser, at bidraget fra solfangerne i vinterperioden er minimalt i
forhold til bidraget om sommeren. Derfor er det gruppens vurdering, at det ikke
kan betale sig at ombygge anlægget, så solvarmen forsyner jordvarmen.
Implementeringen vil kræve større ombygning af det nuværende anlæg.
Ydermere skal der tages højde for det varmetab, som vil opstå i rørene fra
solfangerne til jordvarmen. Dette, sammen med udgiften til arbejdsløn, gør at
regnskabet ikke kan betale sig, hvis man implementerer dette for en økonomisk
besparelse.
Udover teorien, har der været telefonisk kontakt med firmaet Thy Teknik og
Klima, som beskæftiger sig med miljørigtige opvarmningsløsninger. De har
ligeledes overvejet muligheden for at lede solvarme ned til jordvarmen, men har
dog ikke gjort det endnu, fordi de har fornemmet og nemt at det ikke er
rentabelt. Gruppen har nu forsøgt at validere påstanden om, at løsningen er
urentabel. De teoretiske anskuelser, der er gjort, har styrket denne påstand.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
34
9.3 - Løsningsforslag med elkedel Det andet tilbud fra J.Hundahl indebærer implementering af en elkedel. Enheden
er leveret af E-Tech og hedder E-Tech 15. Løsningen er simpel men meget
energikrævende, da kedlen har en mærkeeffekt på 15 kW. Tilbuddet fra
J.Hundahl er på 17.500 kr. og inkluderer opsætning og tilslutning af elkedlen,
som kan ses på Bilag 5.
Elkedlen har et maks. sætpunkt på 65 ˚C og fungerer via en on/off styring. Dvs.
når temperaturen er nået ned til 30 ˚C, starter kedlen og varmer herefter vandet
op til 65 ˚C. Ulempen ved denne opsætning er, at opvarmningen af vandet bliver
meget uøkonomisk, da 1 kW tilført el-effekt bliver 1 kW afgivet varmeeffekt.
Fordelen ved denne løsning er, at prisen er relativt lav, og installationen er simpel
i forhold til en implementering af jordvarme. Elkedlen skal erstatte stokerfyret og
tilsluttes på samme måde som beskrevet ved varmepumpen.
Besparelsen, gennem fyringssæsonen, ved at købe denne løsning er beregnet til
ca. 7500 kr (Bilag 5). Beregningen er lavet ved at sammenligne den mængde
strøm, der skal bruges til opvarmning, kontra træpilleforbruget i fyringssæsonen.
Tilbagebetalingstiden vil variere fra 2 til 3 år alt efter salgspris og PSO-tarif.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
35
9.4 - Opsummering Der kan konkluderes, at elkedlen er billigst i anskaffelse (17.500 kr. kontra
102.612 kr.), har hurtigere ved at varme tanken op (3,2 timer kontra 4,6 timer)
og har en kortere tilbagebetalingstid (Bilag 6). Tilbagebetalingstiden vil, som før
beskrevet, variere alt efter priserne på den fremtidige PSO-tarif og det solgte
strøm. Derudover vil denne engangsinvestering ikke få yderligere pengemæssige
konsekvenser.
Jordvarmen er dyrere i anskaffelse, og tilbagebetalingstiden er længere end
elkedlen. Dog er den værd at overveje, da de langsigtede fordele ved jordvarmen
opvejer den lange tilbagebetalingstid. Installationen vil også være billigere i drift,
og ydermere vil det gøre ejendommen mere attraktiv ved et evt. salg.
Tilbagebetalingstiden for jordvarmen eller elkedlen vil også kunne forkortes ved
et kig på graddagene. Den seneste fyringssæson havde 275 færre graddage, end
normalen på 2200 graddage, hvilket indikerer, at de næstkommende sæsoner
sandsynligvis bliver koldere.
I henhold til bekæmpelse af legionellabakterier i brugsvandet anbefales det, at
vandet skal opvarmes til 60 ˚C i hele systemet f. eks en gang ugentligt. Dette
skyldes at legionellabakterien ved ophold i 60 ˚C varmt vand i mindst 32
minutter, vil dø (Vejledning om bekæmpelse af legionella, 2012).
Termisk Lagring af energi BA 2012E
36
10 - Fremtidig brug Et aspekt, der også er værd at tage med i beslutningen om jordvarme eller
elkedel, er den fremtidige brug af strøm. Allerede nu bliver de første trin klargjort
til det, som elselskaberne kalder for Smart Grid. Dette er et intelligent elnet og
skal kunne styre forbrugernes elforbrug ved hjælp af de intelligente elmålere,
som er ved at blive monteret mange steder. På sigt skal disse kunne styre
forbruget ved hjælp af aktører, der bl.a. ser på strømforbruget i Danmark i
forhold til strømproduktionen. Hvis Danmark overholder planen, hvor vedvarende
energi skal dække mindst 50% af elforsyningen i år 2020, kræver det et forbrug,
når der produceres (Hovedrapport for Smart Grid netværkets arbejde, dansk
energi 2011). Strømproduktionen skal bl.a. leveres af vindmøller og solceller,
hvilket er medvirkende til, at aktørerne skal kunne forudse produktionen alt efter
vejret.
Ved at implementere systemer som jordvarme og elkedel, kan der laves en
investering, som har et potentiale i det fremtidige energiperspektiv. Dette er også
værd at inddrage i beslutningen af den nye opvarmningsmetode.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
37
11 - Smart Grid Fra regeringens side er der fastlagt en målsætning, der omhandler Danmarks
brug af vedvarende energi i 2020. Målsætningen er, at 50% af den producerede
strøm til de danske hjem skal komme fra vedvarende energi. Derudover har
regeringen et mål om, at alt energi i husstandene i 2050 skal dækkes af
vedvarende energikilder (Hovedrapport for Smartgrid netværkets arbejde,
energidanmark.dk, 2011).
Som tidligere nævnt, arbejder netselskaberne mod et intelligent elnet – Smart
Grid. Dette gøres med henblik på at kunne regulere husstandenes energiforbrug
og dermed udnytte den vedvarende energi. Reguleringen skal foregå, så
forsyningssikkerheden opretholdes.
Billedet herunder viser grundskitsen til Smart Grid.
Figur 8: Teoretisk visning af samspillet ved Smart Grid i Danmark (Danskenergi.dk)6
11.1 - Hvad er Smart Grid? Smart Grid systemet er et intelligent elsystem, der forbinder og integrerer
producenter og forbrugere i samme netværk. Før en fuldstændig integration kan
finde sted, kræves der at elnettets aktører skal have opdateret deres
installationer med noget måle- og kommunikationsudstyr, herunder de
intelligente elmålere (Smart Grid i Danmark, Danskenergi.dk, 2011).
For at anskueliggøre Smart Grid princippet gives et eksempel på en
varmeregulering i en husstand: Som varmekilde benyttes en varmepumpe, hvor
varmen lagres i en akkumuleringstank, som er forbundet til husets
6 http://www.danskenergi.dk/Aktuelt/Indblik/Smart_Grid.aspx
Termisk Lagring af energi BA 2012E
38
centralvarmesystem. Den intelligente elmåler modtager og sender informationer
om elforbrug. Informationerne varetages af en aggregator, der har til ansvar at
styre varmepumpen efter pris og temperatur. Varmepumpen bliver aktiveret,
uanset aggregatorens indflydelse, når vandtemperaturen i akkumuleringstanken
rammer et minimumssætpunkt.
Aggregatorens aktivering af varmepumpen kan ske inden minimumssætpunktet
og derved opnås den mest økonomiske drift (Smart Grid i Danmark,
Danskenergi.dk, 2011).
Ved at regulere forbruget vil det være muligt at fremme forbrugere og
netselskabers individuelle ønsker. Forbrugernes behov er den billigste
opvarmningsmetode samtidig med at komfortzonen opretholdes. Netselskaberne
ønsker at kunne afsætte strømproduktionen, ellers skal der findes andre
muligheder for afsætning af strømmen. P.t. foregår dette ved at sende strømmen
ud af landet.
11.2 - Smart Grid & jordvarme Som tidligere nævnt i projektet, har et jordvarmeanlæg muligheden for at lagre
energien i form af varme i akkumuleringstanken. Ved forbrugsanalysen ses der,
at akkumuleringstanken er stor nok til at rumme husets varmebehov i 14 timer,
når der opvarmes til en gennemsnitstemperatur på 63,2 ˚C (Figur 7). Hvis man
tænker styring af anlægget med Smart Grid, kan det være et af løsningerne til
billigere opvarmning i fremtiden. Ved Smart Grid vil prisen på strøm være billigst,
når der er produktion og et manglende forbrug. Dette vil typisk være i aften- og
nattetimerne. Tidligere i projektet er der udregnet en teoretisk opvarmningstid på
4,6 timer (Bilag 6). Det betyder, at der er mulighed for, at aggregatoren kan nå
at varme vandet op i løbet af nattetimerne. Derved opnås den billigste
opvarmning af husstanden, og muliggør reduceret drift i dagstimerne, da
akkumuleringstanken kan rumme hele varmeenergien til dagstimerne.
Ydermere kan en forudsigelse af vejret være med til at sikre en stadig billigere
opvarmningsmulighed. Hvis aggregatoren kan forudse, at der ikke er
sandsynlighed for at solen skinner, eller vinden blæser i den nærmeste fremtid,
men at der i øjeblikket er masser af vind- eller solenergi til rådighed. Kan
maksimumstemperaturen i akkumuleringstanken hæves til f. eks. 90 ˚C. Derved
kan der lagres mere energi for eventuelt at kunne klare et eller flere døgn uden
strømproduktion fra de vedvarende energikilder. Ved regulering på denne måde
Termisk Lagring af energi BA 2012E
39
kan der lagres strøm i en kortere periode. På samme tid udnyttes vedvarende
energi på bedst mulige måde.
11.3 - Hvad er kravene for implementering? Som tidligere nævnt er første skridt mod implementeringen af Smart Grid,
installeringen af de intelligente elmålere, allerede i gang. Dette bliver gjort med
henblik på fjernaflæsning af forbruget. Den nye intelligente elmåler kan se ud
som vist på billedet herunder.
Figur 9: Intelligent elmåler (Eget arkiv)
Der kræves en indsats og investering fra forbrugernes side, da strømforbrug samt
forbrugsvaner skal ændres. Mange husstande skal have en ny
opvarmningsinstallation. Udskiftningen kan være fra pille- eller oliefyr til
varmepumpe eller elkedel – altså strømkrævende opvarmningsmetoder.
Ændringen i forbrugsvanerne vil kræve en anderledes tankegang mht.
dagligdagens gøremål. Tøj- og opvaskemaskiner kan nævnes som eksempler på
mulige bud på enheder, som kan fjernstyres med Smart Grid. Styringen skal
varetages af aggregatoren, som skal tilrettelægge aktiveringen efter en tidsfaktor
i stedet for vandtemperaturer ved varmepumpen. Tidsfaktoren bliver et
sluttidspunkt, som forbrugeren indstiller, når maskinen sættes i gang.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
40
Udfordringen for aggregatoren bliver da, at få udført opgaven inden for
tidsintervallet, når strømmen er billigst.
Samfundet står over for investeringer, hvor det estimeres, at den samlede
omkostning frem mod 2025 bliver ca. 9,8 milliarder kroner. Herunder er
udvidelse af distributionsnettet med i planerne, da overbelastning af nettet kan
forekomme nogle steder, hvor regulering med Smart Grid ikke alene kan aftage
belastningen. Kommunikationsudstyr ved forbrugerne vil ud over elmålerne også
være påkrævet, men er medregnet i de 9,8 milliarder kroner. Den
samfundsmæssige gevinst ved denne omkostning beløber sig til et estimat på 8,2
milliarder kroner. Den samlede omkostning frem til 2025 bliver ca. 1,6 milliarder
kroner(Smart Grid i Danmark, Danskenergi.dk, 2010).
Termisk Lagring af energi BA 2012E
41
12 - Analyse af påvirkningen ved denne type opvarmning For at kunne anskueliggøre eventuelle påvirkninger ved implementering af
jordvarmeanlæg vil det være interessant at belyse denne varmekilde fra
forskellige vinkler. Ved efterfølgende regneeksempler bruges Thisted Kommune
som udgangspunkt. Gruppen vil forsøge at analysere hvordan samfundet,
regeringen og forbrugeren forholder sig til brugen af jordvarme eller elkedel.
Ved at samle data fra www.statistikbanken.dk, hvor der søges på antallet af
husstande i Thisted Kommune, kan det konstateres, at der er 20.510 husstande.
Ud fra den seneste varmeplan fra kommunen ses det at 8.575 husstande ikke er
tilkoblet fjernvarme- eller naturgasnettet (Bilag 10). Disse må forventes at have
andre brændsler til opvarmning af huset. Der bliver i de følgende afsnit antaget
at 1.000 husstande/landejendomme har pillefyr som opvarmningskilde. Grunden
til dette er, at gruppen tager udgangspunkt i det kendte, før forskellige
belysninger kan finde sted.
12.1 - Samfundets anskuelse For at kunne anskue fortjenesterne, der er for samfundet ved omlægning fra
piller til jordvarme, opstiller gruppen et scenarie, hvor 1.000 husstande installerer
jordvarme. I henhold til tilbuddet givet af J.Hundahl, der lyder på 102.612 kr., vil
omsætningen i samfundet blive forøget med 102.612.000 kr. (1.000 * 102.612).
Derudover vil nedgravningen af jordvarmeslanger og tilkoblingen af el til
systemet medføre en yderligere omsætning i de berørte dele af arbejdssektoren.
Som ved solcellernes indtog, hvor mængden af arbejde og omsætning i mange
virksomheder steg, kan der spekuleres over, om effekten i dette tilfælde kan
sammenlignes.
Ud over arbejde i samfundet vil implementeringen også medføre reducering af
CO2. Reduktionen af CO2 forekommer ved den minimerede mængde af afbrændte
træpiller. Ydermere vil en reduktion af træpilleforbrug være medvirkende til en
nedsættelse af træpilleproduktionen og den tilhørende transport. Disse kan være
medvirkende til at nedsætte CO2 udledningen. Træpiller bliver promoveret som et
CO2 neutralt brændsel. Denne anskuelse er til dels rigtig, da forbrænding af træ
ikke afgiver mere CO2, end det har optaget gennem opvæksten. Den CO2 neutrale
betragtning af træpiller bliver dog forvrænget, hvis fabrikation og transport
inddrages.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
42
For på årsbasis at beregne besparelsen i træpiller har gruppen undersøgt, om der
kan findes et gennemsnitligt forbrug af træpiller pr. m2. I den forbindelse har
gruppen forsøgt at tage kontakt til Ministeriet for By, Bolig og Landdistrikter, der
kunne berette at registrering af træpilleforbrug ikke foretages - i modsætning til
fyringsolie. Derfor blev det besluttet at kontakte to uafhængige sælgere af
træpiller i området. Den ene er Thomas Olsen, energichef hos DLG i Stagstrup,
Thy. Den anden er Niels Erik Galsgaard, indehaver af Brændegaarden i Krik, Thy.
Gennem telefon og via e-mail er begge blevet spurgt om et gennemsnitlig forbrug
af træpiller i en husstand på 150 m2. De svarede begge uafhængigt af hinanden,
at forbruget ligger omkring 6-8 ton. Derfor har gruppen valgt at tage
udgangspunkt i et forbrug på syv ton. Denne antagelse medfører, at
forureningen, der forekommer ved afbrændingen af 7.000 ton træpiller, bliver
elimineret.
12.1.1 - Teoretisk potentiale
For belyse den teoretisk mulige energilagring der kan foretages ude ved
forbrugeren, er der gjort følgende antagelser.
Det antages at 1.000 husstande, hver har et anlæg med 1.000 liters
akkumuleringstanke og hvor pillefyret skal udskiftes. Forbruget anslås til
gennemsnitligt syv ton/år, på baggrund af rundspørgen, svarende til 92
kWh/døgn (Bilag 1). Det antages yderligere, at systemet bliver lavet således
muligheden for styring med Smart Grid kan foretages. Husstandenes varmekilde
erstattes med en elkedel, fordi virkningsgraden er 100% og derfor er lettere at
beregne end jordvarme. Temperaturerne i systemet sættes til min. 40 ˚C og
maks. til 65 ˚C. Det vil sige, at der pr. husstand kan gemmes:
Dette svarer til en energi i tanken på:
Anlægget skal kunne opvarmes i løbet af fem timer, da sandsynligheden for at få
billigere strøm med Smart Grid er størst om natten. Derfor kræves en elkedel,
der skal kunne opvarme akkumuleringstanken i løbet af de fem timer:
Der kan ud fra dette konstateres, at 1000 husstande vil kunne afsætte
, kontinuerligt i fem timer og lagre .
Termisk Lagring af energi BA 2012E
43
Hvis man vil lagre mere energi, end de 29 kWh er en af mulighederne, at
temperaturen i systemet hæves. Hvis varmeforbruget er uændret, vil det have en
positiv indvirkning på lagringstiden, da energien kan gemmes længere tid.
Energien der kan lagres i tanken, hvis barrieren hæves til 90˚C er:
Dette svarer til en lagret energi på:
Hvis dette skal kunne lade sig gøre på fem timer, kræves der en større elkedel på
mindst:
Den totale elaflastning vil være kontinuerligt i de fem
timer, og vil være lagret.
Sådan et anlæg vil altså teoretisk set kunne rumme forbruget til lidt over
halvdelen af det totale varmeforbrug pr. døgn, som er 92 kWh.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
44
12.2 - Regeringens anskuelse Regeringen har en målsætning om uafhængighed fra fossile brændsler, denne
målsætning er defineret i regeringens energistrategi for 2050 (energistrategi
2050, regeringen, 2011). Ideen med at fremme vedvarende energi frem til 2050
indebærer også biomasse, hvilket inkluderer træpiller. Flere kraftværker har
allerede konverteret deres traditionelle olie- eller kulfyrede kedler til indfyring
med biobrændsel. Herunder kan nævnes Avedøreværket, der forsyner 200.000
husstande med varme og 1,3 mio. husstande med el (Fra halm og træpiller til el
og varme, Dong energy, 2012). Da træpiller ses som et biobrændsel, vil det i
fremtiden være en vigtig faktor i den danske elforsyning. Det må i den
forbindelse vurderes, i hvor stor grad træpillerne er en biomasse. Dette skrives
med henblik på som tidligere nævnt i projektet, hvor spørgsmålet om træpillernes
CO2 neutrale promovering diskuteres. Derimod kan afbrænding af halm have et
større potentiale, da transporten ofte er begrænset, fordi markerne ligger i
nærtliggende områder. Derudover skal det bemærkes, at halm er et restprodukt
fra landbruget, som mange landmænd gerne vil af med. Problemet ved halm er,
at opbevaringen tager meget plads, og halmen kun er tilgængelig i høsten.
En reduktion af træpiller i det private for en udskiftning til jordvarme, vil
formindske den forurening, der ville forekomme ved afbrænding. Dette medfører,
at Danmark kan opnå et grønnere image, idet der installeres bæredygtige
varmekilder. Inden brugen af varmepumper bliver 100% bæredygtigt kræves
det, at regeringen skal være velvillige til at opstille vind- og solkraftanlæg. Før
regeringen vil gøre noget ved dette, kræves en omstilling fra forbrugernes side,
da disse skal ud og investere i nye varmeanlæg. Denne indstilling vil ændres i
takt med udviklingen af elmateriel, såsom intelligente elmålere og
opvarmningsalternativer. Før regeringen kan få befolkningen med på denne idé,
kræves politisk opbakning til at sænke elafgifterne, så det bliver fordelagtigt at
ændre opvarmningsmetoden.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
45
12.3 - Forbrugerens anskuelse Som forbruger vil interessen for at skifte fra pillefyr til jordvarme afhænge af
prisen for opvarmning. For at vurdere, hvilken metode der er mest rentabel for
private forbrugere beregnes nogle priser pr. kWh til varmeeffekt. Til
beregningerne af de forskellige priser, har gruppen antaget nogle værdier. Prisen
på piller er 2,40 kr. pr. kg (træpiller 6 mm, dlg, 2012), og energien i pillerne er
udregnet til 4,8 kWh/kg (Bilag 1). Derudover er der bestemt en virkningsgrad for
pillefyret på 95%, som begrunder sig i nye pillefyr. Med disse tal kan der
beregnes en pris for brugen af piller til opvarmning;
Elprisen på det frie elmarked varierer fra 196,75 øre til 243,86 øre pr. kWh
(elpristavlen.dk, 2012). Der vælges en middel pris på 214 øre pr. kWh. I den pris
er der medregnet en energiafgift til staten svarende til 63,50 øre pr. kWh. Hvis et
hus er elopvarmet, får forbrugerne reduceret denne energiafgift til 51,70 øre pr.
kWh ved et forbrug, der overstiger 4000 kWh (tariffer/el-priser, Thy-Mors energi,
2012). Den reducerede afgift bruges til udregning af prisen på kWh ved
elopvarmning. Der tages udgangspunkt i jordvarme med en normeffektivitet på
3,3. Dette vælges til 3,3 da det er den angivne normeffektivitet ved en
installation med radiatoropvarmning.
Hvis en husstand har gulvvarme, vil denne være mere effektiv, og
normeffektiviteten vil være ca. 4,1 (Energistyrelsens liste over energimærkede
varmepumper, Energistyrelsen, 2011)
De ovenstående udregninger belyser, hvilket produkt som er billigst ved
opvarmning af en bolig. Differencen mellem træpiller og jordvarme på 9,3 øre pr.
kWh kan svække forbrugerens interesse for jordvarme.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
46
Et jordvarmeanlæg vil være mere optimalt i en husstand med gulvvarme, da
fremløbstemperaturen ikke skal være så høj.
Det ses på regnestykket, at anlægget yderligere reducerer prisen.
Normeffekten begrunder sig i, at varmeinstallationen er baseret på gulvvarme, og
derfor appellerer sig til nyere eller renoverede huse.
Ved en betragtning med elkedlen som opvarmningsenhed sættes virkningsgraden
til 100%, da den optagne eleffekt afgives til vandet. Derfor opstilles følgende
regnestykke med henblik på prisen for denne type opvarmning.
Dette er uafhængigt af gulvvarme og radiatorer, da elkedlens virkningsgrad ikke
er afhængig af temperaturen.
12.4 - Opsummering Den begrænsede besparelse, der er ved skiftet fra piller til jordvarme, vil have en
negativ effekt på forbrugerne, da de som tidligere nævnt bekymrer sig mest om
udgifterne. En anden faktor, der også kan afskrække forbrugerne, som overvejer
en udskiftning, er prisen på et jordvarmeanlæg. Før opvarmning ved brug af el
skal have positiv indvirkning, skal der ske ændringer i afregningsmetoden, idet
den nuværende metode ikke er rentabelt for forbrugeren. En mulig ændring kan
være nedsættelse af afgifterne til elopvarmning. Ved ovenstående regnestykker
fremgår det, at installation af en elkedel som varmekilde vil være den mest
uøkonomiske løsning, hvis strømmen optages fra det kollektive net.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
47
13 - Konklusion Der er i projektet fundet miljø-, energi-, arbejds- og afgiftsmæssige påvirkninger
ved et skift fra forbrænding af træpiller til brugen af elvarme. Yderligere er der
taget et skøn på det fremtidige brug af energi.
Miljø
Gruppen har analyseret den miljømæssige påvirkning, der er ved forbrænding af
træpiller frem for udnyttelsen af vind- og solenergi. Det konkluderes trods den
CO2 neutrale promovering af træpiller, at der reduceres et udslip af CO2, da
transport, forbrug og forbrænding mindskes ved et skift til elopvarmning.
Energi
Analysen af træpilleforbrændingen har vist at udnyttelsen af energien ved
elopvarmning er bedre. Dette er til trods for virkningsgraden på 95% ved nye
pillefyr. Et elopvarmet system har som minimum en virkningsgrad på 100%, men
hvis en varmepumpe tages i betragtning vil virkningsgraden være omkring 300%
til 400%. Energiudnyttelsen ved varmepumper kan derfor konkluderes til at være
bedre end ved elkedler. Endvidere vil der ved kollektiv udnyttelse kunne lagres
energi til brug i husstanden, hvilket ellers skal sælges til udlandet. Dette skal i
form af regulering med Smart Grid, reguleres med kundernes,
forsyningsselskabernes og elproducenternes behov in mente.
Arbejdsmæssig påvirkning
Det kan konkluderes at, hvis eksemplerne i projektet bliver realiseret, vil det
medføre en omsætning i de berørte virksomheder. Derudover vil det også skabe
arbejdspladser og dermed styrke den private sektor.
Afgifter
Den nuværende situation i henhold til afgifterne er ikke gunstig i forhold til
brugen af elopvarmning. Det kan ud fra projektet konkluderes, at udskiftningen
fra pillefyr til elopvarmning ikke er rentabelt, da elafgifterne overskygger
fordelene ved dette. Der kan ikke redegøres for de skattemæssige forhold, da
informationen herom ikke har været mulig at finde. Dog indikeres der, at der
kommer en beskatning af møllens brugte produktion.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
48
Fremtidigt brug
Gruppen anskuer hvorvidt elopvarmningen vil have en positiv indvirkning i det
fremtidige forbrug af energi. Der er i denne sammenhæng, analyseret på brugen
af Smart Grid som fundamentet i det fremtidige elnet. Ud fra beskrivelser og data
om systemet har gruppen konkluderet, at potentialet for styringen af
elopvarmningen kan have stor virkning. Der kan ydermere, med den rigtige
styring, lagres mere energi hos forbrugeren, og dermed skabe store besparelser
for denne.
De opstillede delspørgsmål i problemformuleringen, omhandlende den fremtidige
drift af ejendommen på Ydbyvej, besvares herefter.
Hvad er lovkravene ved, og er det muligt at forsyne en husstand direkte
fra vindmøllen?
Det kan konkluderes ud fra den nuværende lovgivning, at det er lovligt at forsyne
husstanden med egenproduktionen fra vindmøllen. Ved en investering er det
muligt at tilkoble vindmøllen, så denne leverer strømmen.
Hvad stilles der af afgiftsmæssige krav fra politisk side ved en
implementering af systemet?
Det kan konkluderes at PSO-tariffen fortsat skal betales for hver optaget kWh.
Dog er det en reduceret PSO-tarif, der opkræves for den strøm, som aftages fra
vindmøllen.
Med baggrund i de to løsningsforslag konkluderer gruppen, at løsningen med
jordvarmen er at foretrække. Valget er foretaget med afsæt i økonomi, drift og
fremtidige aspekter. Ved at vælge løsningen med jordvarmen får ejeren mulighed
for at opvarme ejendommen på billigst mulige måde. Denne billige opvarmning
kan kun lade sig gøre, ved at lade den nærtliggende vindmølle forsyne
varmepumpen, hvilket forudsætter at tilkoblingen til husinstallationen fra
vindmøllen foretages. Økonomien vil således være en investering i jordvarmen på
102.612 kr., og vil have en betalingstid på 12 til 15 år alt efter prisen på den
solgte el fra vindmøllen plus den reducerede PSO-tarif. Ydermere kan det
konkluderes at jordvarmen vil bruge ca. 0,8% (Bilag 6) af vindmøllens produktion
til opvarmning, i modsætning til elkedlen som vil bruge ca. 1,5% (Bilag 6). Dette
taler også hen i mod jordvarmen som opvarmningskilde.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
49
14 -Perspektivering Regeringens fokusering på udnyttelsen af vedvarende energi betyder, at
energilagring bliver en nødvendighed, da der kan forekomme tider på døgnet
uden elproduktion. Dette projekt kommer ind på energilagringen på
husstandsniveau, hvilket kan vise sig aktuelt på sigt, hvis regeringens plan om at
vedvarende energi skal levere al energi i 2050.
Ud fra Agger i Thy er der udpeget et sted, hvor kystnære vindmøller skal
installeres. Disse vindmøller vil gøre det mere aktuelt at udvikle et system, der
kan regulere forbruget og måske endda muliggøre akkumulering af energi hos
forbrugerne. I projektet bliver hensigten og den generelle virkemåde af Smart
Grid belyst. Det vil derfor være åbenlyst at sætte flere midler af til
implementering og udvikling af dette.
Fra forbrugerens side vil en investering i elopvarmning endnu ikke være
rentabelt, da elafgifterne er for høje i forhold til afgifterne ved f.eks. at fyre med
træpiller. Derfor har Enhedslisten i 2012 sammen med regeringen fremført en
sænkning af elafgiften ved elvarme. Dette er gjort for at fremme brugen af el til
opvarmning af huse ved varmepumper.
Der er fortsat mange husstande, som er opvarmet med fyringsolie og med en
nedsættelse af afgifterne til elopvarmning, vil det være mere attraktivt at skifte
fyret ud med en varmepumpe. Yderligere vil der kunne reduceres i CO2 udslippet,
hvis et oliefyr skiftes ud med elopvarmning forsynet af vedvarende energi.
Tendensen er til at få øje på, så nu skal politikerne sammen med borgerne finde
den rigtige løsning, før det hele kan realiseres.
Termisk Lagring af energi BA 2012E
50
Kildeliste: BP review
http://www.bp.com/sectiongenericarticle800.do?categoryId=9037128&con
tentId=7068555
Dansk Energipolitik
http://www.ens.dk/da-DK/Info/Nyheder/faktaark/Documents/DKEpol.pdf
til web 181109.pdf
DR.dk
http://www.dr.dk/Nyheder/Indland/2012/02/21/035024.htm?rss=true
Hvad er kuldioxid?
http://www.dmu.dk/foralle/luft/co2_ven_eller_fjende/hvad_er_kuldioxid/
Energistyrelsens energistatistik
http://www.ens.dk/da-
DK/Info/TalOgKort/Statistik_og_noegletal/Aarsstatistik/Documents/Energi
statistik 2011.pdf
Kan man lagre el fra vindmøller?
http://www.dongenergy.dk/privat/El/elaftaler/Pages/lagringafel.aspx?nm_
extag=Referrer=Newsletter,Nyhedsbrev,161110,2
Energilagring i underjordisk vandreservoir
http://ing.dk/artikel/120233-energilagring-i-underjordisk-vandreservoir
Energistyrelsens liste over energimærkede varmepumper pdf
http://www.ens.dk/da-
DK/ForbrugOgBesparelser/IndsatsIBygninger/Varmepumper/Documents/E
nergistyrelsens%20liste%20over%20energim%C3%A6rkede%20varmepu
mper%204%20%20februar%202011.pdf
Udnyt varmen i jorden
http://www.energimidt.dk/Privat/Varmepumper/Jordvarme/Sider/Udnyt-
varmeenergien-i-jorden.aspx
Kan du bruge varmepumpe?
http://www.goenergi.dk/forbruger/huset/varmeanlaeg/varmepumper/var
mepumper-kan-erstatte-olie-og-elopvarmning
Retningslinjer for nettoafregning af egenproducenter pdf
http://energinet.dk/SiteCollectionDocuments/Danske%20dokumenter/El/R
etningslinjer%20for%20nettoafregning%20af%20egenproducenter.pdf
Tariffer/el-priser
http://www.thymorsenergielnet.dk/TarifferEl-priser.741.aspx
Bekendtgørelse af lov om afgift af elektricitet
https://www.retsinformation.dk/Forms/r0710.aspx?id=133843
Spørgsmål og svar om PSO-tariffen
Termisk Lagring af energi BA 2012E
51
http://energinet.dk/DA/El/Engrosmarked/Tariffer-og-priser/PSO-
tariffen/Sider/Spoergsmaal-og-svar-om-PSO-tariffen.aspx
Elafgifter af vedvarende energianlæg
http://www.skat.dk/SKAT.aspx?oId=1973924&vId=0
Selvrensende pillefyrsanlæg
http://www.ekoheat.dk
Jordvarmepumpe fra OK
http://www.ok-varmepumper.dk/jordvarme/?gclid=CKrj-
tKC_rMCFQR2cAod03YAFw
Økonomi om solvarme
http://www.altomsolvarme.dk/22-om-solvarme-fr.html
Vejrekstremer i Danmark
http://www.dmi.dk/dmi/index/danmark/meteorologiske_ekstremer_i_dan
mark.htm
Vejledning om bekæmpelse af legionella
http://www.aarhusvand.dk/Dit-forbrug-og-din-regning/Dit-
drikkevand/Vandets-kvalitet/Legionella/
Hovedrapport for Smart Grid netværkets arbejde
http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=hovedrapport for smart grid
netværkets
arbejde&source=web&cd=2&cad=rja&ved=0CEEQFjAB&url=http%3A%2F
%2Fwww.danskenergi.dk%2F~%2Fmedia%2FSmart_Grid%2FHovedrappo
rt_for_Smart_Grid_Netvaerkets_arbejde.ashx&ei=45fAUNeFB5DO
Smart Grid i Danmark
http://www.danskenergi.dk/~/media/Smart_Grid/Smart_Grid_Rapport.pdf
.ashx
Energistrategi 2050
http://www.ens.dk/da-
DK/ForbrugOgBesparelser/Energispareraadet/Moeder_Energispareraadet/
Documents/Energistrategi2050_sammenfatning.pdf
Termisk Lagring af energi BA 2012E
52
Fra halm og træpiller til el og varme
http://www.dongenergy.dk/privat/energiforum/raastofogforskning/Pages/
avedorevaerket.aspx