Sammendrag
COFACTOR – Samtidighet og topplast for bygninger i det norske lavutslippssamfunnet har vært et kompetansebyggende prosjekt for næringslivet i perioden 2021–2026, med formål om å øke kunnskapen om energibruken i norske bygninger. Gjennom COFACTOR er det samlet inn og analysert store mengder måledata for energibruk i bygninger over hele landet. Det har muliggjort analyser av hvordan strøm og fjernvarme brukes i norske bygninger, og gir dermed et bedre kunnskapsgrunnlag for planlegging av framtidens energisystem. I denne rapporten presenteres sentrale funn fra COFACTOR-prosjektet inndelt i seks hovedkapitler.
Datainnsamling: Gjennom COFACTOR-prosjektet har vi samlet inn og systematisert bygningsdata og energimåledata fra flere tusen bygninger. Dataene stammer fra åpne datakilder, tidligere prosjekter samt nye datasett levert av prosjektets samarbeidspartnere. Det er publisert tre dataartikler og flere åpne datasett. Blant annet er det gjort tilgjengelig energimåledata fra hovedmålere og undermålere fra offentlige bygninger i Drammen og Oslo, fra boliger i flere deler av landet samt data fra smarte varmtvannsberedere og AMS-måledata fra boliger før og etter installering av solcellepaneler. Datasettene er benyttet til en rekke formål i COFACTOR, og de kan fritt gjenbrukes av andre. Hensikten med datainnsamlingen har vært å dekke de mest utbredte bygningskategoriene samt å inkludere måledata fra undermålere, særlig knyttet til oppvarmingsteknologier. Rapporten gir i tillegg en oversikt over hvordan dataene er samlet inn og strukturert samt hvilke utfordringer som oppsto underveis i datainnsamlingen.
Samtidighetsfaktorer: Et av de viktigste målene i COFACTOR har vært å utvikle nye metoder og modeller for å beregne effekttopper og samtidighetsfaktorer for ulike bygningskategorier. Samtidighetsfaktoren forteller om i hvor stor grad energibruk og topplast for en gruppe enkeltforbrukere (her: bygninger) inntreffer samtidig. Faktoren varierer mellom 0 og 1, der lav verdi betyr liten samtidighet i energibruken, mens høy verdi betyr at energibruken i stor grad sammenfaller. Samtidighetsfaktoren er et viktig verktøy i nettplanlegging, særlig ved dimensjonering av komponenter som kabler og transformatorer i områder der nye kunder skal kobles til strømnettet. Siden ulike kunder som regel ikke har sine maksimale laster samtidig, vil den samlede effekttoppen være lavere enn summen av hver enkelt kundes topplast. Samtidighetsfaktoren varierer mellom ulike utvalg av strømkunder, for eksempel kontor-bygninger og barnehager. I COFACTOR er det undersøkt flere metoder for å beregne samtidighetsfaktorer for grupper av bygninger, samt hvilke kriterier som bør ligge til grunn for å behandle ulike kundegrupper med forskjellige samtidighetsfaktorer. For eksempel viser denne rapporten at forskjellen i samtidighetsfaktor mellom boliger med elektrisk oppvarming og boliger med fjernvarme er større enn forskjellen mellom leiligheter og småhus.
Lastprofiler for bygninger: Lastprofiler er tidsserier som viser elektrisitetsbruk i bygninger på timesnivå gjennom et år. De brukes blant annet til å beregne effektbehov for enkelt-bygninger og til nettplanlegging på områdenivå. I COFACTOR-prosjektet er det analysert hvordan bygningers lastprofiler for strøm endrer seg før og etter installasjon av solcelle-paneler. Resultatene viser at eksport av strøm fra småhus med solcellepaneler har høyere samtidighet enn import av strøm. Videre er det undersøkt hvordan smart styring av varmtvannsberedere påvirker beredernes lastprofiler. Analysene viser at smart styring i stor grad endrer lastprofilene, og at det dermed fins et betydelig potensial for forbrukerfleksibilitet gjennom styring av varmtvannstanker i boliger. Resultater fra COFACTOR viser også at valg av oppvarmingsteknologi har stor innvirkning på boligenes lastprofiler. I tillegg til disse analysene har COFACTOR bidratt til videreutvikling av lastprofilverktøyet Building-PROFet, som kan brukes til å generere syntetiske lastprofiler for områder. Verktøyet er utviklet basert på faktiske måledata fra norske bygninger og kan brukes til nettplanlegging og scenario-analyser for utvikling av topplast og energibruk i områder. Denne rapporten oppsummerer de viktigste forbedringene og endringene i verktøyet.
Datadrevet analyse av energimåledata fra bygninger: I dag stilles det ingen krav til at eksisterende bygninger skal ha undermålere (på apparatnivå) for strøm eller fjernvarme, og det stilles få krav til installering av undermålere i nye bygninger. Undermålere kan gi detaljert informasjon om hvilke apparater og tekniske systemer som bidrar til topplast og energibruk, og hvordan det påvirker bygningens samlede energibruk. Videre kan data fra undermålere avdekke potensial for forbrukerfleksibilitet, energieffektivisering og feil i styringssystemer. Ved å trene datadrevne modeller på måledata fra bygninger med undermålere er det mulig å predikere tilsvarende informasjon for bygninger uten undermålere. I COFACTOR-prosjektet er det undersøkt hvordan datadrevne metoder kan brukes til å anslå bygningers energibruk på apparatnivå. Blant annet er det vist at bygningskategori og oppvarmingstype (elektrisk eller ikke-elektrisk) kan gjenkjennes fra en bygnings lastprofil ved hjelp av veiledet læring. Det er også vist at data fra bygninger med fjernvarme kan brukes til å trene modeller som skiller ut strøm til oppvarming i helelektriske bygninger. Videre er det vist at det er mulig å identifisere elbillading i småhus basert på AMS-data. I tillegg presenteres analyser av hvordan lastprofiler for energibruk til varmtvann varierer mellom ulike boligblokker, samt en evaluering av fem metoder for å skille ut energibruk til varmtvann fra total varmeenergibruk i boligblokker.
Modeller for beregning av energibruk i bygninger: COFACTOR har hatt som mål å utvikle modeller for ulike bygningstyper som kan brukes til å analysere hvordan bygningsfysiske parametre, som U-verdier og tilsvarende samt drift av tekniske systemer, påvirker energibruk og inneklima – både for enkeltbygninger og på bygningsmassenivå. Slike modeller kalles ofte arketyper og kan brukes til å vurdere effekten av ulike energieffektiviseringstiltak. I COFACTOR er det utviklet slike modeller for boligblokker og kontorbygninger i Norge ved hjelp av verktøyet IDA ICE. Prosjektet har også undersøkt hvordan disse modellene kan kalibreres mot måledata, og anbefaler å benytte data fra ulike undermålere samt målinger av romtemperatur og ventilasjonsdata i kalibreringsprosessen.