Bygninger står for brorparten av Norges strømforbruk. I boliger og næringsbygg går mesteparten av strømmen til oppvarming, og vi bruker aller mest på de kaldeste vinterdagene.
Strømnettet er dimensjonert for å tåle disse topplastene, altså tidspunktene når strømbruken er høyest. Men når vi totalt sett bruker mer strøm, må vi tenke nytt om strømbruk i byggene våre, og begrense topplasten ved å fordele bruken smartere.
Har sett på ulike bygninger
I forskningsprosjektet COFACTOR har forskere fra SINTEF og NTNU gått detaljert til verks og samlet inn og undersøkt måledata av energibruk i ulike bygninger i Norge.
For dokumentasjon på hvordan varmepumper, smart styring, solceller og energimåling faktisk påvirker belastningen i strømnettet, er verdifullt.
– Det gir et bedre grunnlag for utvikling av økonomiske og tekniske rammebetingelser, som igjen påvirker investeringer i energismarte løsninger i bygg, sier Andreas Strømsheim-Aamodt, fagsjef for næringspolitikk i NHO elektro, som har vært partner i prosjektet.
Han håper også at den nye kunnskapen om effektbruk og topplast i bygninger vil bidra til bedre nettplanlegging, smartere energistyring og økt utnyttelse av fleksibilitet i bygg.
Trenger mer detaljerte energimålinger
Synne Krekling Lien er forsker i SINTEF og skriver sin Ph.d. i COFACTOR.
– Ved å se nærmere på målinger fra hovedmålere og undermålere, får vi mer kunnskap om hvordan ulike bygninger bruker strøm og hvordan ulike apparater og installasjoner påvirker strømbruken, sier hun.
I dag stilles det ingen krav til at bygninger skal ha undermålere på elektriske apparater eller installasjoner:
– Undermålere kan avdekke feil, samt gi informasjon om potensialet for energisparing og mer fleksibel strømbruk, sier Lien.
Samtidighetsfaktoren - viktig for dimensjonering av strømnettet
Et viktig mål i prosjektet var å utvikle metoder og modeller for å beregne effekttopper og samtidighetsfaktorer for ulike typer bygninger.
Samtidighetsfaktoren er viktig i nettplanlegging og -utvikling, for eksempel for dimensjonering av kabler når flere nye kunder skal kobles til samtidig, eller for overvåkning av effektbehov over et område.
Forskerne undersøkte og utviklet derfor flere metoder for å beregne samtidighetsfaktorer for grupper av bygninger, samt hvilke kriterier som bør ligge til grunn for disse faktorene.
– Våre undersøkelser viser for eksempel at boliger med og uten fjernvarme har ulik samtidighetsfaktor, siden toppene i strømforbruket kommer når behovet for oppvarming er størst, sier SINTEF-forsker Daniel Bjerkehagen.
– Det er kanskje ingen stor overraskelse, men metodene våre lar oss sette håndfaste tall på dette og på hvor stor usikkerheten på den differensierte samtidigheten er, forklarer han.
Samtidighetsfaktoren varierer også mellom ulike grupper av strømkunder, for eksempel mellom kontorbygninger og barnehager.
Dette er effekten av solcellepaneler og smarte varmtvannsberedere
I en av studiene fra prosjektet analyserte forskerne hvordan forbruk til et utvalg boliger på Sørlandet endret seg etter installasjon av solcellepaneler.
En plusskunde er en «vanlig» nettkunde som både forbruker og produserer strøm. Selv om plusskundene generelt sett produserte mindre strøm enn de brukte, så var samtidigheten til produksjonen så høy at den totale innmatingen av effekt fra alle plusskundene var større enn det totale forbruket.
Innmatingen skjedde på samme tid for alle plusskundene, når det er sol og ingen hjemme til å bruke strømmen. Tidspunktene for bruk av strøm varierte mer mellom kundene.
– I teorien kan høy solenergiproduksjon dermed bli en dimensjonerende faktor i områder med mange plusskunder. Det viser at vi trenger gode metoder å tallfeste samtidigheten, sier Daniel Bjerkehagen.
Han anbefaler derfor nettselskapene å gjøre lignende undersøkelser i sine områder.
Videre undersøkte forskerne hvordan smart styring av varmtvannsberedere påvirker når og hvordan berederne bruker strøm.
Analysene viser at smart styring i stor grad kan endre strømbruken til varmtvannsberedere og flytte strømbruk til timer med lavere strømpris der den totale belastningen i strømnettet også er lavere i dag.
Forskerne avdekket også at det er stort potensial for å bruke datadrevne metoder til å klassifisere kunder og kjenne igjen mønstre i strømbruken. Dette kan gjøre at man kan anslå informasjon om bygninger eller hvilke laster som bidrar til strømbruken i en bygning der det ikke finnes undermålere i dag.
Alle resultater og anbefalinger fra COFACTOR er samlet i en sluttrapport.
Her er de viktigste anbefalingene fra forskerne
Nettselskap og kommuner som beregner energibehov:
- Bruk lavere samtidighetsfaktor for boliger med fjernvarme enn boliger med elektrisk oppvarming. Fjernvarme belaster ikke strømnettet, og oppvarming står som regel for effekttoppene i boliger.
- Det er stort potensial for forbrukerfleksibilitet ved smart styring av varmtvannsberedere. Potensialet vil øke ettersom flere skaffer seg smarte beredere.
- Fleksibilitetspotensialet fra elbillading er størst om natta i boligbygninger, mens det er størst på dagtid i næringsbygninger.
- Det er store sesongvariasjoner i døgnlastprofilen for energibruk til oppvarming av varmt tappevann i boligblokker. Normative verdier for energibruk til oppvarming fra NS 3031 tar i dag ikke hensyn til sesongvariasjoner, men gjennomgangen av måledataene i COFACTOR har vist at tappevannsoppvarming har stor variasjon over året.
Byggeiere og prosjekterende: slik bør energibruk måles
SINTEF anbefaler følgende ved oppsetting av målerstruktur i bygninger:
- Målerstruktur med god formålsdeling må etableres tidlig i prosjekteringsfasen. En god ITB-koordinator er viktig for systematisk tilnærming og koordinering i tidlig fase.
- For bygninger med ulik bruk (bolig/kontor/næring) må det være mulig å skille energibruken til de ulike bygningsdelene fra hverandre.
- Solceller, elbilladere, batterier og gatevarme bør ha egne målere og implementeres i energiovervåkingssystemet.
- Målere må ha en tydelig, konsistent og forståelig merking, både fysisk og inn mot EOS-systemet og SD-anlegg. Bygningsdeltabellen og Tverrfaglig Merkesystem (PA0802 fra Statsbygg) er gode referanser som kan brukes ved merking av målere.
- Målerstruktur må settes opp slik at kontroll og kvalitetssikring av målerne og måle-dataene kan gjøres på en god måte. Det er en fordel hvis man kan sette opp nullsums-kontroller, det vil si at man kan kontrollere om differansen mellom hovedmåleren og undermålerne er null/over null.
- Systemet bør settes opp slik at utfall av målere fanges opp automatisk, for eksempel ved kontinuerlig oppfølging og feildeteksjon med alarm.
