Världsunik byggnadsintegrering av solceller – Copenhagen International School

Idag var det på förmiddagen en rundtur för att titta på olika byggnadsintegrerade solcellsanläggningar (BIPV) som avslutning på IEA PVPS Task 15-mötet om BIPV i Köpenhamn. På eftermiddagen var det ett seminarium med titeln ”BIPV in architecture¨building integration of photovoltaic” där vi fick se många exempel på byggnadsintegrerade solcellssystem.

Förmiddagens besök till Copenhagen International School i Nordhavn i Köpenhamns utkant var dagens höjdpunkt. Vilken fantastisk byggnad! Det är en skola som startade i januari 2017 med plats för 1200 elever i åldrarna 6-16 år, idag med 1000 elever och 80 nationaliteter. Skolans solcellsanläggning används i undervisning i fysik och matematik. Skolan ligger på utfylld och pålad mark vid havet. Idag ligger den rätt ensam men år 2050 är planen att här ska bo 50 000 personer.

Världsunik solcellsanläggning

Skolans solcellsanläggning är världsunik. På långt håll kan man se den mosaikfärgade fasaden. Färgen kan variera från ljusgrön till blå beroende på solstrålningen och tiden på dagen. Alla fasader runt om byggnaden är helt täckta med 12 000 solcellsmoduler som vardera är 0,5 m2 stora, med en total yta på 6 048 m2. Med en märkeffekt på 60 W per modul ger det en installerad effekt på 720 kW. Det var världens största solcellsanläggning på fasad när den togs i drift, kanske är den fortfarande det. Storleken är förstås stort imponerande, men det är dess utformning som gör den så fascinerande.

Varje modul har en identisk tunn ytbeläggning på frontglasets insidan som ger reflektans av en viss våglängd av solljuset, men när man lutar modulerna något kommer varje modul att få en egen nyans sett genom åskådarens ögon. Ytbeläggningsmetoden Kromatix är en teknik framtagen i Schweiz och tillverkningen av modulerna gjordes av Emirates Insolaire i Abu Dhabi.

Alla moduler på fasaderna har en liten vinkling vilket gör att fasaden får en mosaik av färgnyanser i grönt till blått. När man ser skolan på håll förstår man inte att fasaden består av solcellsmoduler. Det är först när man står riktigt nära som man kan ana de 16 monokristallina kiselsolcellerna i varje modul.

Solcellsystemet använder 1213 modulväxelriktare med 8-16 moduler per växelriktare [1]. Trots idogt letande i många artiklar om skolan står inte vilka som levererat växelriktarna, uppfattade det som AI conversion vid guidning men hittar ingen leverantör med det namnet. Den årliga solelproduktionen svarar för hälften av skolans elbehov enligt våra guider, ca 39% av byggnadens totala elanvändning enligt [2].

Oväntad överraskning

Det upptäcktes vid mätningar av elkvalité i år att 13:e övertonen hade för högt värde [3]. Man trodde först att det hade att göra med de många växelriktarna i solcellsanläggningen. Men det visade sig att även när man stängde av solcellsanläggningen överskred man gränsvärdet för denna överton. Man tror att  mängden elektronik med LED-lampor etc. i byggnaden ger denna höga överton. Problemet är inte löst ännu och det har fått till följd att nätägaren inte tillåter att solcellsanläggningen körs för tillfället, för att undvika att man matar in dessa övertoner i elnätet.

Referenser

[1] Søren Hvidgaard Poder. Potentials and challenges of facade mounted PV in urban areas – with Copenhagen International School as case. Master thesis, January 2018. Technical University of Denmark.

[2] Foreningen Bæredygtige Byer og Bygninger. Copenhagen International School.

[3] Anders Smith. Copenhagen International School. Föredrag vid dagens seminarium BIPV in architecture¨building integration of photovoltaic.

Copenhagen International School på håll. 20181122.

Copenhagen International School gavelfasad mot väster. 20181122.

Copenhagen International School fasad mot söder. Lägg märke till de grön-blå färgskiftningarna. 20181122.

Copenhagen International School fasad mot norr. Lägg märke till de grön-blå färgskiftningarna. 20181122.

Copenhagen International School. Alla moduler är vinklade. 20181122.

Copenhagen International School. Först på nära håll ser man att modulerna har 4×4 solceller, som är monokristallina 6 tum kiselsolceller (solcellerna är större än de mörka fyrkanterna, som bara är en del av solcellerna). 20181122.

 

Byggnadsintegrerade solceller i Christiania, Köpenhamn

Idag var det tredje dagen under IEA PVPS Task 15 möte i Köpenhamn. Efter lunch besökte vi en takintegrerad solcellsanläggning i en äldre stadsdel och sedan gick vi till närbelägna Christiania för att titta på två solcellsanläggningar med semitransparenta moduler på tak. Här nedan är några bilder från Christiania.

Enligt Wikipedia är Christiania Köpenhamns näst största turistattraktion. Magkänslan var att det var något annat än solcellerna som drog de stora turistskarorna…

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten.

Semitransparenta solcellsmoduler på verkstad. Christiania 20181121.

Semitransparenta solcellsmoduler på verkstad. Christiania 20181121.

Semitransparenta solcellsmoduler på verkstad från insidan. Christiania 20181121.

Semitransparenta solcellsmoduler på skateboardhall. Christiania 20181121.

Svenskgruppen i IEA PVPS Task 15 utanför skateboardhall med solcellsanläggning. Från höger Peter Kovacs, Jessica Benson, Rickard Nygren, David Larsson och Bengt Stridh. Christiania 20181121.

IEA PVPS Task 15 i Köpenhamn – Dag 2

Idag intensiv mötesdag och avslutande middag på kvällen. Det blir långa dagar på de här mötena. Får bli några länktips som snappades upp under dagen, som inspiration.

Solenergi byplanlaegning & landskap. Solar City Denmark. Kolla exempelvis in Köbenhavn Nordhavn. Fantastiskt exempel på byggnadsintegrerade solceller i en skolbyggnad, som vi kommer att besöka på torsdag. Den grönaktiga fasaden består av solcellsmoduler som är monterade i något olika vinklar vilket ger en säregen färgvariation i fasaden. Färgen beror på hur solljuset faller in mot fasaden och därmed kommer färgen på fasaden att variera under dagen.

BIPV – Building Integrated Photovoltaic. Eurac Research. Databas med exempel på byggnadintegrerade solcellssystem där det finns utförlig information om varje system. Detta är temporär adress, du som läser detta får här chans till en exklusiv förhandstitt. Sidan är inte färdig, det fattas text på en del ställen.

Solar Age: new database for solar buildings. Annan databas, för arkitekter. Kostar 89 Euro att få tillgång till databasen under 12 månader.

Solarfassade.info. Äldre sida som inte längre uppdateras.

Denmark selects 19 MW of projects in sub-1-MW solar tender. Artikel i Renewables Now 14 november. Har inget att göra med byggnadsintegrerade solceller, men ändå mycket intressant. I en auktion utlyst av danska energimyndigeten och där danska regeringen anslagit 105 miljoner danska kronor har 19 stycken MW-solcellsprojekt vunnit med bud på 10,0-14,9 danska ören/kWh (13,8-20,5 svenska ören/kWh*) under 20 år, utöver säljpris för solelen = Nord Pool spotpris minus avdrag för eventuella avgifter, som jag fick det förklarat av en dansk deltagare som var insatt i processen. Anläggningarna ska uppföras inom två år från det att man skrivit på kontraktet. Googlade fram denna artikel som referens. I en annan artikel i PVTECH som angivet priset i US-dollar (USD) hade man gjort fel på en tiopotens vid omräkning från dansk valuta till USD, vilket man även gjort i denna artikel när gäller priset i USD. Kan ibland löna sig att vara lite källkritisk…

Spännande upplägg, läs mer på Tender scheme for solar PV with an installed capacity of less than 1 MW från danska energimyndigheten. Det måste vara en grannlaga uppgift att göra en kalkyl baserad på en koppling till spotpris under 20 år, med tanke på de stora variationer som kan bli i spotpriset under de kommande två åren.

* med kurs 1 DKK = 1,376 SEK = medel hittills under 2018 enligt Riksbanken.

Semitransparenta byggnadsintegrerade solceller i matsalens tak vid Kunstakademiets Arkitektskole i Köpenhamn. 20181120.

IEA PVPS Task 15 möte i Kunstakademiets Arkitektskole, Köpenhamn. 20181120.

 

Möte i IEA PVPS Task 15 i Köpenhamn

Åkte idag tåg till Köpenhamn för möte i IEA PVPS Task 15, som handlar om byggnadsintegrerade solceller (BIPV). Efter tidig morgon var jag framme i Köpenhamn vid 12.30-tiden. Vi var 10 personer som gjorde en förstart till mötet som börjar i morgon genom att göra ett studiebesök på Dansk Teknologisk Institut (DTI) under eftermiddagen. DTI grundades 1906 och har över 1000 anställda.

Vi besökte bland annat en utställning med olika byggnadsintegrerade solcellsystem, som levereras av dansk bolag. Vi tittade också på två byggnader, i ett “Active House” projekt, som var passivhus med solceller på taket. BIPV-system i utställningen:

Ennogie. Med svarta tunnfilmsmoduler av CdTe.

Komproment. Flera olika BIPV-system.

SolarElements

Solar Partner

Solaropti. Verkar ha tillhört Gaia, som gått i konkurs. Röda takpannor med solceller.

Fanns även ett par andra där det inte stod något namn på leverantör.

Några länkar från DTI

Solar energy lab

Energy Flex House

Active House, med BIPV på taket.

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten.

BIPV demoutställning, översikt. DTI, Köpenhamn.

BIPV demoutställning, CdTe tunnfilm i mitten. DTI, Köpenhamn.

BIPV demoutställning, röda takpannor med solceller. DTI, Köpenhamn.

BIPV demoutställning, skiffertak med solceller. DTI, Köpenhamn.

 

IEA PVPS Task 13 möte i Hameln

Drygt 85% av världens energianvändning var fossil energi 2017 enligt statistik från BP. Andelen fossil energi minskar i snigelfart och i absoluta tal ökar användningen av fossil energi eftersom världens energianvändning ökar. Med tanke på den färska och alarmerande IPCC-rapporten måste vi satsa allt vi kan på att minska användningen av fossil energi. Det duger ínte att “någon annan” gör något. Hela världen måste dra åt samma håll. Du, jag och alla andra…

Sitter på hotellrum i Hameln, knappt 5 mil SV om Hannover. Har rest från Västerås idag via Arlanda och Amsterdam till internationellt möte i Hameln. Det strulade i morse med trafikstockningar så jag höll på att missa flyget från Arlanda. Gaten var stängd, men jag blev insläppt ändå, puh…

Onsdag-fredag har IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 13 Performance and Reliability of Photovoltaic Systems ett internationellt möte hos Institute for Solar Energy Research Hamelin (ISFH). Från Sverige deltar  i Task 13 även Anne Andersson, SP, Johan Paradis Ärlebäck, Paradis Energi, Elin Molin, PPAM, och Dan-Eric Archer, Emulsionen. 50% av finansiering för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten.

På detta möte blev dock det svenska deltagandet rumphugget, då beslutet om Energimyndighetens finansiering kom först idag och därför blev jag den enda svenska deltagaren denna gång. Har varit med lika sena beslut två gånger tidigare så jag satsade på att Energimyndigheten skulle klara det denna gång också.

Det är bra att vi svenskar möter solcellskunniga från andra länder för att lära och för att utbyta erfarenheter. Vid middagen fick jag höra av en spansk deltagare att man tagit bort skatten på producerad solel i förr veckan. Under en tidigare period har man haft skatt på egenanvänd solel. Känns verkligen bakvänt att man haft en sådan skatt och logiskt att man nu tagit bort den!

 

IEA PVPS Task 15 i Wien – Färgade solcellsfasader

idag fortsatte våra diskussioner i arbetsgrupperna. Ett mål för en av grupperna är att göra en bok med exempel på byggnadsintegrerade solceller från olika länder runt om i världen. I dagsläget är det 27 bidrag varav två som vi levererat från Sverige, Frodeparken i Uppsala och Väla gård i Helsingborg.

Bland de knappt 40 deltagarna idag fanns två tillverkande företag som levererar fasadlösningar med färgade solceller (Solaxess) respektive olika varianter av semitransparenta solcellsmoduler (Ertex). På deras webbsidor finns mera information. Vad sägs om vita osynliga solceller, det vill säga en vit fasad där man inte ser att det finns solceller. Färgade solcellsfasader erbjuds även av svenska Soltech Energy. De har en lösning som bygger på tunnfilmssolceller av kadmiumtellurid (CdTe). Det är en helt annan lösning än från Solaxess, som bygger på man lägger ett skikt ovanpå solcellerna som ger en yta med annan färg på grund av en ändrad reflektans av solstrålningen, vilket beskrivits i inlägget IEA PVPS Task 15 i Tokyo – Vita solcellsmoduler! 

Färgade solcellsfasader är lite av en revolution i solcellsbranschen. Det innebär visserligen att man får en lägre verkningsgrad men det är av stort värde för husköpare och arkitekter att kunna få önskad färg samt att det ger möjligheten att dölja att fasaden har solceller. På köpet får man en fasad som också genererar el. Solcellsfasader har därmed förutsättningar att bli stort i framtiden och det kommer sannolikt med tiden att bli standard vid nybyggnationer eller vid fasadrenoveringar av befintliga hus.

På kvällskvisten gjorde hela svenskgänget en tågutflykt till Budapest, så detta inlägg publicerades i Ungern. Avstånden är inte så stora i dessa trakter…

Rickard Nygren, Peter Kovacs, David Larsson och Jessica Benson på kvällsutflykt.

 

IEA PVPS Task 15 i Wien – Dag 1

Första dagen avklarad med möte, gruppdiskussioner i olika arbetspaket och avslutande studiebesök vid Energy Base Building, Austria Institute of Technology och University of Applied Science Institute of Renewable Energy samt gemensam middag på kvällen. Det har gått i ett från 08.20 i morse till 22.45.

Hubert Fechner, University Technikum Vienna, IEA-PVPS vice chair inledde dagen. Han gav lite siffror på installerade effekter i världen som man kan reflektera över.

2017 var de installerade effekterna enligt IEA:

  • Vindkraft, mer än 500 GW
  • Vattenkraft, mer än 1200 GW
  • Kärnkraft, 366 GW
  • Solceller, 400 GW (år 2000 var det 711 MW och 1992 fanns 43 MW, så tillväxten har varit hög)

En prognos för 2017-2040 från IEA är de årliga installationerna i världen under denna period kommer att i genomsnitt vara (ungefärliga värden, avlästa ur Huberts diagram, som baseras på IEA World Energy Outlook 2017)

  • Solceller 75 GW
  • Vindkraft 50 GW
  • Naturgas 45 GW
  • Annan förnyelsebart 40 GW
  • Kol 18 GW
  • Kärnkraft 5 GW

Mina kommentarer

En prognos är just en prognos och ingen sanning. Man kan utgå från att prognosen inte kommer att stämma när vi kommit fram till 2040. Förhoppningsvis har det gått snabbare för vind och sol när insikten om att fossila bränslen måste fasas sjunkit in djupare.

Att jämföra installerade effekter istället för producerad energi ger en skev bild. Av ovanstående är solceller det kraftslag som ger minst energi per installerad effekt (Watt). Både tillkommande vindkraft och naturgas kommer att producera mera ny energi än solceller om ovanstående prognos skulle slå in.

Solceller och vindkraft producerar el. Det är bara i storleksordningen 1/7 av världens energiproduktion som är el.

Skrev i inlägget Solceller och solfångare: 0,5% av världens energianvändning 2016 från januari ifjol att av solenergi i form av solel och solvärme svarade för 0,5% av världens energianvändning år 2016. Med IEA:s prognos om 75 GW/solceller per år fram till 2040 kommer solceller fortfarande att vara en liten andel av världens energianvändning, ungefär 1-2 procent.

Om vi ska fasa ut de fossila bränslen inom de närmaste årtiondena behöver utbyggnadstakten för de förnyelsebara energislagen öka…

 

 

På plats i Wien för möte i IEA PVPS Task 15

Har nyss anlänt till hotellet i Wien. Väntar på Jessica Benson och Peter Kovacs, för gemensam middag. David Larsson och Rikard Nygren kommer i morgon bitti med tåg.

I morgon startar mötet i IEA PVPS Task 15 om byggnadsintegrerade solceller.

Det regnar här, ovant efter den extremt varma och torra maj som vi haft i Sverige… På vägen in till Wiens flygplats sågs många vindkraftverk, men det var visst inte mycket till vind, en del stod stilla.

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten. Bengt, Jessica och Rickard deltar i mötet i Tokyo kommande vecka.

Gott om vindkraftverk vid inflygningen till Wiens flygplats.

Nollenergihus och solceller i Tokyo

Idag var det sista dagen för IEA PVPS Task 15-mötet i Tokyo. Vi gjorde en lång busstur med studiebesök på tre olika platser.

Toshima Ecomusee Town, Toshima-ku, Tokyo

Företaget Nihon Sekkei har specialiserat sig på skyskrapor med innovativ grön design. Den skyskrapa vi tittade på var 189 meter hög. Den hade 133,55 kW solceller, av monokristallint kisel och amorft kisel som tunnfilm. 6% av elen för gemensamma utrymmen bestod av solel. Tror inte att all solel användes i byggnaden eftersom man fick en inmatningstariff (”feed in tariff”) för de 56,95 kW som satt på de tio lägsta våningarna.

Vi besökte våningarna 8-10 där det fanns en fin uteträdgård. Den kallades ”Forest of Toshima” och barnen studerade naturen där enligt vad man berättade. I en storstad som Tokyo med runt 13 miljoner invånare, med mängder av höga skyskrapor och mer eller mindre avsaknad av naturliga miljöer får man väl en annan syn på natur är än vad vi har i Sverige.

ZEB demonstration building, Taisei Technology Center

ZEB = Zero Energy Building. I denna fyra våningar höga byggnad som togs i drift 2014 producerade man minst lika mycket energi som byggnaden använde räknat på årsbasis. Det var den första urbana byggnaden i Japan som nådde detta mål. Man hade minskat energianvändning tlll 25% av det normala för motsvarande byggnader i Japan. Byggnadens totala energianvändning var 129 kWh/m2 under det första året.

Energiproduktion bestod av organiska solceller från Mitsubishi på fasaden och kristallina kiselsolceller på taket, plant monterade, samt av en bränslecell (SOFC = Solid Oxide Fuel Cell) driven med naturgas som producerade el (4,2 kW) och värme. Man förväntade sig en livslängd på 10-15 år för bränslecellen.

Diamond building, Yokohama

Här tittade vi från utsidan på fasaden till en 31 våningar hög skyskrapa, färdig 2009, med 91 kW semitransparenta solceller av kristallint kisel och en yta på 1 500 m2.

Intryck från Tokyo

Några personliga nyckelord.

Mååånga människor. Mycket vänliga och artiga människor. Lugna människor, ingen speciellt hets i tunnelbana och tåg. När tunnelbanan kom stod man snällt vid markeringarna och släppt ut passagerarna innan man gick in. Knepigt språk att läsa och förstå. Fisk, mycket vanligt i maten. Kallt ute, kallaste vädret på ett tiotal år enligt våra värdar. Kallt inomhus. Uppvärmda toalettsitsar. Toaletter med manöverknappar för underredsspolning. Karta med norr nedåt (!) på vår närmaste station. Skyskrapor överallt. Avsaknad av natur, vi såg några parker på vår långa busstur idag och vi åkte förbi en damm samt några invallade floder. Diverse artificiella ljud i tunnelbanan, som gök vid ett par nedgångar, oklart vad det betydde. Yen-sedlar, kontokort kunde vi inte använda så ofta.

Bilder

Lägger upp när jag kommer hem, efter fredag kväll. Skriver blogginläggen ca 23-24, efter en full dag och i morgon ska vi upp tidigt för att åka tåg till Narita airport, så behöver sova nu…

IEA PVPS Task 15

Sverige deltar i IEA PVPS (International Energy Agency Photovoltaic Power System Programme) Task 15 Enabling Framework for the Acceleration of BIPV (Building Integrated Photovoltaics = byggnadsintegrerade solceller) genom Bengt Stridh, Mälardalens högskola, David Larsson, Solkompaniet, Jessica Benson, RISE, Peter Kovacs, RISE, och Rickard Nygren, White arkitekter. 50% av finansieringen för det svenska deltagandet kommer från Energimyndigheten. Bengt, Jessica och Rickard deltar i mötet i Tokyo denna vecka.

Hur ska BIPV nå en större marknad?

Idag fortsatte diskussionerna i olika arbetsgrupper under IEA PVPS Task 15-mötet i Tokyo. När det gäller affärsmodeller för byggnadsintegrerade solceller (BIPV) var ett viktigt konstaterande att marknadsföring inte bara ska ske på solelmässor utan olika mässor för bygg- och fastighetsindustrin är minst lika viktiga. Om man ser BIPV som ett byggnadselement är de en viktig målgrupp.

Även installatörer av solcellssystem måste ha en överblick över vilka möjligheter som finns med BIPV, med tanke på att exempelvis småhusägare vänder sig till en solcellsinstallatör och förlitar sig på att de kan föreslå olika alternativ för tänkbara solcellsinstallationer.

En plats där BIPV-branschen kan marknadsföra sig kan exempelvis vara Nordbygg som går 10-13 april i Stockholm. Man uppger på hemsidan att man brukar ha ca 900 utställande företag och runt 50 000 besökare: ”Nordens största och mest dynamiska mötesplats för bygg- och fastighetsbranschen” enligt arrangören.

Jessica Benson, Rickard Nygren och Bengt Stridh vid Tokyo Institute of Technology.

Jessica Benson och Rickard Nygren vid Tokyo Institute of Technology. Byggnad med 650 kW solceller.