| dc.description.abstract | For å oppnå 2-gradersmålet fra Parisavtalen, må byggenæringen kutte 60 % av sine CO2e-utslipp innen 2050, sammenlignet med nivået i 2012. Globalt står byggenæringen for omtrent 19 % av energirelaterte drivhusgassutslipp og i Norge kommer 40 % av energiforbruket fra bygninger. Nullutslippsbygninger (ZEB) kan være en del av løsningen for å oppnå målene om redusert utslipp.
Målet for denne oppgaven er å undersøke forskjellige kombinasjoner av mikrovannkraftanlegg, solcellepanel og batterier for energisystemet på Skavanger skole. Oppgaven har et fokus på høy grad av selvforsynthet fra strømnettet og lave livsløpskostnader, samtidig som FutureBuilt kravet opprettholdes. FutureBuilt er en byggestandard som går over passivhusstandarden ved å kreve at bygget produserer en viss mengde elektrisitet i året. Energisystemet inkluderer et mikrovannkraftanlegg på 28 kW, noe som er uvanlig å benytte sammen med ZEB. Resultatene fra oppgaven kan bidra til økt kunnskap som kan brukes ved liknende prosjekter i fremtiden.
Syv forskjellige scenarioer med ulike kombinasjoner av mikrovannkraftanlegg, solcelleareal og batterikapasitet ble laget, og en simuleringsmodell ble utviklet for å teste scenarioene. Simuleringen ble kjørt for alle scenarioene, der det ble sett på energibehov og produksjon fra solcellene, mens vannkraftverket ble regulert basert på gjenstående behov. Det ble også sett på energisystem bestående av kun solkraft og kun vannkraft. Energisystemet ble simulert med med en lav, middels og høy spotpris for å undersøke hvordan forskjellige strømpriser påvirker livsløpskostnadene. Resultater fra simuleringen inkluderer blant annet livsløpkostnader, selvforsynthet med og uten batteri og strømregningen for energisystemet. Dette er også visualisert i grafer for en gitt uke og over et helt år.
Scenarioene med de mest gunstige resultatene var scenarioet med 28 kW vannkraft og 150 kWh batterykapasitet (Hydro-A), samt scenarioet med 600 m2 med solceller, 28 kW vannkraft og 75 kWh batterikapasitet (2-B). Disse scenarioene har høy selvforsynthet og relativt lave livsløpskostnader. Scenario Hydro-A har en selvforsynthet på 98.38 %, samt de laveste livsløpkostnadene av samtlige scenarioer. Hydro-A er ansett som det beste scenarioet dersom spotprisene ligger på et middels nivå. Scenario 2-B har en selvforsynthet på 97.94 % og har lavest livsløpkostnader dersom spotprisene er på det høyeste nivået. Scenarioet med høyest selvforsynthet er scenario 1-A. Dette scenarioet har 959 m2 med solceller, 150 kWh batterikapasitet og 28 kW vannkraft og når 99.48 % selvforsynthet, men har høyere livsløpkostnader enn de øvrige scenarioene. Det scenarioet som har dårligst selvforsynthet er scenario Original, som består av kun 959 m2 med solceller. Scenarioet har de høyeste livsløpkostnadene og en selvforsynthet
på 32.37 %. | |
| dc.description.abstract | To achieve the 2 °C goal set by the Paris Agreement, the global building and construction sector has to cut its CO2e emissions by 60 % in 2050 compared to the 2012 level. This sector accounts for approximately 19 % of energyrelated greenhouse gas emissions and in Norway, 40 % of the total energy usage comes from buildings. One solution that can help alleviate this challenge, is the increased investment in Zero Emission Buildings (ZEB).
The objective of this thesis is to investigate different combinations of micro hydropower, solar power and batteries, to find a favourable energy system for Skavanger School. Self sufficiency, lifetime cost and fulfilling the FutureBuilt standard were the main focus areas for this energy system. FutureBuilt is a building standard where in addition to being a ZEB, the building has to produce a certain amount of electricity locally. Since the energy system at this school will include a micro hydropower plant of 28 kW, which is unusual for ZEBs, this thesis could provide results that could be useful for similiar projects in the future.
Seven scenarios were created with different combinations of a hydropower plant, solar PV panels and battery capacity. A simulation was run for all scenarios, looking at power demand and solar power production, while regulating the hydropower production to fit the power demand for the school. In addition to this, scenarios with only solar PV panels, and only hydropower were simulated. The costs were calculated with a low, medium and high spot price to see the effect on lifetime costs when varying the electricity prices. Results produced from the simulation includes lifetime cost, self sufficiency with and without battery in addition to electricity bill, among others. In addition to this, several graphs showing weekly and yearly data from the results were created for the different scenarios.
The scenarios that gave the most favourable results were the scenarios with a 28 kW hydropower plant and a 150 kWh battery (Hydro-A) in addition to the scenario with 600 m2 of solar PV panels, a 28 kW hydropower plant and a 75 kWh battery (2-B). These scenarios had a high self sufficiency, in addition to relatively low lifetime costs. Hydro-A has a self sufficiency of 98.38 % and has the lowest lifetime costs of all the scenarios assuming medium spot prices. Scenario 2-B has a self sufficiency of 97.94 % and has the lowest lifetime cost if the spot prices are higher. The scenario with 959 m2 of solar PV panels, 150 kWh of battery and hydropower (1-A) reaches a self sufficiency of 99.48 %, but comes with higher lifetime cost. The scenario with the worst performance was the one with only 959 m2 of solar PV panels (scenario Original), with a self sufficiency of 32.73 % and the highest lifetime cost. | |
