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.

 

BIPV as architectural tool

Var titeln på den workshop som hölls idag vid “Technical University of Vienna”. Det var ett 40-tal deltagare, varav vi var tre från Sverige.

Det hela kan sammanfattas med “Idag frågar man varför solcellsfasad, om x antal år kommer man att fråga varför inte solcellsfasad”. Med solcellsfasad menas en fasad med byggnadsintegrerade solceller (BIPV = Building Integrated Photovoltaics). Antal år kan diskuteras och det kan komma att variera mellan olika länder. Någon nämnde 5-10 år. Byggbranschen är konservativ och även om utbudet av produkter ökar är vi fortfarande bara i början av en BIPV-era, jag tror att det kan komma att ta längre tid innan det blivit en standard för nybyggnationer. Men frågan är inte om utan när.

Någon undrade också med rätta om man i framtiden kommer att använda benämningen byggnadsintegrerade. Man säger inte att exempelvis en glasfasad är byggnadsintegrerad, det är en naturlig del av byggnaden och så kommer tänket att bli om solceller också med tiden.

Nu är det hemfärd från Wien till Västerås.

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.

Produkter för byggnadsintegrerade solceller (BIPV)

Idag var det första egentliga mötesdagen för IEA PVS Task 15 i Tokyo, efter gårdagens workshop (IEA PVPS Task 15 i Tokyo – Vita solcellsmoduler!). I olika arbetsgrupper diskuterade vi frågor som Task 15 arbetar med.

Produkter för BIPV (Building Integrated Photovoltaics)

SUPSI i Schweiz har en databas för BIPV-produkter. Många tror att Tesla är först med solcellstak, som de börjat leverera i USA men inte i Sverige. Det finns dock flera andra leverantör av solcellstak. Under Roof och Tiles hittar man många produkter i databasen. Soltech Energy, Nyedal Solenergi och Monier är exempel på företag i Sverige som kan leverera soltak och som inte verkar finnas i databasen.

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.

Demo av grön solcell från AGC visades vid gårdagens utställning.

Seminarium om byggnadsintegrerade solceller idag

Inför det internationella mötet i IEA PVPS Task 15 i Uppsala den 5-7 september hölls idag ett öppet seminarium i Uppsala med titeln “Business opportunities with building integrated solar energy”. Det var 47 deltagare, varav en del från IEA PVPS Task 15. Vi fick höra intressanta föredrag från Sverige, Norge och Danmark. Det var mycket trevligt att få en översyn av skandinaviska exempel.

Mårten Lind, Solkompaniet, berättade i inledningen att under de fyra timmar seminarium pågick skulle uppskattningsvis 120 000 solcellspaneler installeras i världen. Ett snabbt överslag med förmodad installerad effekt i världen i år och en antagen modulstorlek visar att överslaget är i rätt härad.

Richard Nygren, White arkitekter, visade exempel på projekt som White deltagit i. Han påpekade att estetiska och miljömässiga skäl till varför man väljer byggnadsintegrerade solceller (BIPV) är lika rationella som de ekonomiska. Fritt tolkat av mig, är det snyggt kan man tänka sig att betala lite mer och det är inte bara återbetalningstid som spelar roll om man väljer BIPV eller inte

Om man vill köpa en egen fabrik för att tillverka tunnfilmsmoduler med CIGS-teknologi kan man köpa en CIGS Powerline Solibro enligt Mats Ljunggren, Solibro Research. En nyckel till framgång för BIPV är ett tydligare regelverk enligt Mats. Det är möjligt att leverera paneler med olika färger, med en viss nedgång i mängd producerad solel (minst 5% beroende på val av färg och teknisk lösning),

David Larsson, Solkompaniet, berättade om forskningsprojekten PROOF (inudstrialiserade lösningar för solcellstak) och Miljontak (renovering av tak med solceller).

Peter Kovacs, RISE, nämnde att man i ett pågående projekt kommer att ta fram en guide till installation av solceller som solskydd.

Dan-Erich Archer kom från det nya företaget Sunroof som är specialiserat på takinstallationer med solceller. Han berättade bland annat om renovering av ett flerbostadshus där man klätt alla fasader med solceller av amorft kisel. Dessa solceller har låg verkningsgrad (6,5% nämndes) men de är billiga. Han menade att om man täcker ett helt tak med sådana solceller kan man som småhusägare slippa att bli en nettoproducent av energi på årsbasis, vilket leder till dålig ekonomi då man som småhusägare då kan få betala ett årligt inmatningsabonnemang till nätägaren och man får ingen skattereduktion (60 öre/kWh) för den del av produktionen som överstiger mängden köpt el.

Flera norska exempel på BIPV beskrev utförligt av Anne Gerd Imenes, Teknova. Den intresserade kan läsa mera på sidan www.bipvno.no. Den norska marknaden ökade med hela 336%! ifjol. Man börjar dock från en låg nivå och totalt hade man ifjol installerat 27 MW. Det är betydligt mindre än vad som installeras årligen i Sverige numera. Å andra sidan har Norge 99% förnyelsebar vattenkraft i sin elmix, så behovet är inte lika stort som i de allra flesta andra länder med hög andel fossil elproduktion.

Karin Kappel, Solar City Denmark, berättade bland annat om en Copenhagen International School vars fasad hade klätts med 6 048 m2 grönskimrande solcellspaneler. Då panelerna har lite olika vinkel och ger varierande färg beroende på solens läge fick man en fasad med en färg som dels varierade på olika ställen på fasaden dels varierade med tiden på dagen. Fascinerande…

David Larsson, Solkompaniet, avslutade föredragen med att reflektera över hur man fångar värdet av BIPV. Solen ger oss tillgång på en oändlig mängd fritt flödande energi. Det är klokt att sätta solceller på byggnader. Det hjälper till att rädda vår planet, sparar pengar och ger en “grön identitet”.

I den avslutande diskussion påpekades att när man jämför kostnaden för en installation av BIPV ska man jämföra med motsvarande kostnad för ett annat fasadmaterial, om det är på en fasad installation görs. Att jämföra med kostnaden för en konventionell solcellsinstallation leder tankarna fel. Man menade också att kostnad och regelverk är viktiga om BIPV ska bli en massmarknad. Timingen i en byggprocessen är viktig när det gäller BIPV. Det gäller att frågan om BIPV kommer vid rätt tidpunkt. En lämplig tidsrymd kan vara kort, till skillnad från solceller som sätts utanpå befintliga byggnader (BAPV = Building Applied Photovoltaics) där man kan komma tillbaka med ett nytt förslag x år senare om det blir ett nej vid ett första förslag att installera solceller

Ett avslutande råd blev: Utbilda fler arkitekter i solcellers möjligheter!

 

Inbjudan – Byggnadsintegrerad solel i Uppsala 4 september

I början av september kommer experter från hela världen till Uppsala för att diskutera hur byggnadsintegrering av solceller ska gå från enstaka projekt till att bli en vanlig syn i stadsbilden. Arbetet görs inom ramen för den internationella energiorganisationen IEA och dess samverkansprogram PVPS i IEA PVPS Task 15. Från Sverige deltar Mälardalens högskola (Bengt Stridh), RISE (Jessica Benson och Peter Kovacs), Solkompaniet (David Larsson) och White arkitekter (Rickard Nygren) i arbetet, som delfinansieras av Energimyndigheten.

Seminarium 4 september i Uppsala

I samband med det internationella mötet i IEA PVPS Task 15 i Uppsala den 5-7 september anordnar vi måndag den 4 september även ett öppet seminarium för fastighetsägare, arkitekter, konsulter och andra som är intresserade av byggnader med snygga solcellsanläggningar. Se programmet här nedan. Sista anmälningsdag är fredag 25 augusti. Varmt välkomna!

Klicka här för att komma vidare till anmälan

Program

Föredragen hålls på engelska.

12:00-13:00    LUNCH

13:00-14:30    Welcome! What is IEA-PVPS Task 15?

An architect’s view on solar electricity generation (Rickard Nygren, White arkitekter)

A PV manufacturer’s view on building integration (Mats Ljunggren, Solibro)

Prefabricated PV roofs (David Larsson, Solkompaniet)

Solar shading with PV (Peter Kovacs, Rise)

14:30-15:00    COFFEE BREAK

15:00-17:00    Examples

Examples from Sweden (Dan-Erich Archer, Sunroof)

Examples from Norway (Anne Gerd Imenes, Teknova)

Examples from Denmark (Karin Kappel, Solar City Denmark)

Capturing the values of BIPV – preliminary results from Subtask B in Task 15 (David Larsson, Solkompaniet)