226139/NFR Elektrisitetsforbruk i det smarte boligfeltet Skarpnes

Målet med prosjektet "Elektrisitetsbruk i det Smarte Boligfeltet Skarpnes" var å undersøke hvordan det elektriske distribusjonsnettet kan utformes og styres på en optimal måte i fremtiden. Lavenergihus med lokal energiproduksjon fra fotovoltaiske (PV) systemer setter nye krav til effektkapasitet i elektrisitetsnettet. Nye energieffektive apparater kan ha stort effektbehov. Nettleieutgifter er nå større enn kostnader for elektrisk energi. Det betyr at vi må håndtere maksimalt effektforbruk, kW, i tillegg til energiforbruket, kWh.

Prosjektet har samlet inn data fra fem "nesten null energi" hus bygget på Skarpnes, sør for Arendal. Skanska bygde husene i 2014 og 2015. Dataene er unike fordi dette er det første null-energi boligfeltet i Norden. Boligene var utstyrt med instrumentering som målte virkelige forbruksdata. Strømproduksjonen fra PV-systemet ble overvåket sammen med innstråling og temperatur for å beregne systemets ytelse. Netto elektrisk forbruk og produksjon fra hvert hus ble kontinuerlig registrert av en AMS-type elektrisitetsmåler og en Elspec effektkvalitetsmåler med høy tidsoppløsning. Slike omfattende data er ikke tilgjengelig fra noen annen kjent kilde i Norge.

Skarpnes boligene har ikke nådd målet om "nesten null energi", men det årlige netto energiforbruket er mye lavere enn et typisk norsk hus. Tilbakemeldinger fra huseierne bekrefter at husene er svært komfortable å bo i. Målingene viser variasjon i netto energiforbruk for de fem husene. Dette har flere årsaker: Personlige preferanser, oppsett av kontrollsystemer for oppvarming og ventilasjon, samt bruk av systemene inkludert ekstra apparater plugget inn i støpslene. Det årlige netto energiforbruket ser ut til å være avtagende, noe som tyder på at optimalisering av kontrollsystemet er mulig.

Prosjektet samarbeidet med Scanmatic for utformingen og installasjonen av det tekniske måleutstyret, og samarbeidet med følgende separate forskningsprosjekter ledet av Sintef: (i) ZEB - Research Center on Zero Emission Buildings, og (ii) EBLE - Evaluering av boliger med lavt energibehov. Universitetet i Agder og Teknova har i samarbeid med Agder Energi Nett utviklet metoder for mønstergjenkjenning for å identifisere strømtopper i forbruksprofiler hos elektrisitetskunder.

Prosjektet har undersøkt individuelle og aggregerte effektbehov for å avgjøre hvordan distribusjonsnettet vil bli påvirket av null-energihus i fremtiden. Dette er viktig informasjon for Agder Energi Nett for å planlegge fremtidige nettoperasjoner. Maksimalt strømforbruk viser seg å være mer enn ti ganger gjennomsnittet. Derfor har teknologi som styrer strømforbruket et potensial for stor reduksjon av fremtidige kostnader knyttet opp mot behovet for større nettkapasitet.

Et energilagringssystem fra Eltek (ESS) har vært i drift siden slutten av 2015. ESS-systemet har vist at maksimalt strømforbruk kan begrenses, og alternativt at selvforbruk av solenergi kan maksimaliseres. Omformerne i systemet har også muligheten til å forbedre effekt-kvaliteten ved å balansere faser og stabilisere spenningen ved å justere reaktiv effekt.